Relatório de Práticas - 01 Saneamento Ambiental Projeto Estação de Tratamento de Água

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CENTROUNIVERSITÁRIO DE CARATINGA - UNEC 
ENGENHARIA CIVL 
 
 
 
 
 
VAGNER GAVIOLI DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICAS LABORATORIAS 
SANEAMENTO AMBIENTAL: PROJETO - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTAGEM 
FEVEREIRO/2025 
 
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RELATÓRIO DE PRÁTICAS 
ENGENHARIA CIVIL 
 
1. IDENTIFICAÇÃO DO RELATÓRIO 
 
Título da Prática: Saneamento Ambiental: Projeto - Estação de Tratamento de Água 
Nome do Aluno: Vagner Gavioli da Silva 
Data: 27/02/2025 
 
 
2. INTRODUÇÃO 
 
Os sistemas de tratamento e distribuição de água existem desde as civilizações mais antigas. 
Eles foram sendo desenvolvidos e melhorados ao longo do tempo, para que fossem cada vez 
mais adequados às necessidades da população, melhorando a qualidade de vida e 
disponibilizando o recurso de forma salubre. 
 
Diante da difusão dos sistemas de tratamento de água e de sua distribuição por redes de 
abastecimento, surgiu a preocupação com o dimensionamento correto dessas redes. Uma rede 
de abastecimento, conforme destacam Dantas e Machado (2019), transporta a água para 
diversos pontos de consumo. 
 
 Esse transporte deve ser realizado de forma segura, evitando desperdícios e riscos de 
contaminação, a fim de que a água promova saúde e conforto para seus consumidores, 
contribuindo para a qualidade de vida. Segundo Paiva (2014), de uma forma mais técnica, a 
rede de distribuição pode ser entendida como um sistema de abastecimento formado por 
tubulações e órgãos acessórios, destinados a oferecer água potável aos consumidores, de forma 
contínua e com quantidade, qualidade e precisão adequadas. Ainda conforme o autor, essas 
redes podem ser divididas em principais e secundárias. A rede principal se refere às tubulações 
de diâmetro maior, que têm por intuito abastecer as canalizações menores. Elas são 
denominadas também como tronco ou canalização mestra. Já as redes secundárias são as 
tubulações de menor diâmetro e que têm como função abastecer diretamente os pontos de 
consumo. 
 
 
 
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3. OBJETIVO 
 
Uma estação de tratamento de água (ETA) é de fundamental importância para o abastecimento 
público local, pois garantirá a potabilidade adequada da água a ser tratada para ser consumida 
pela população. Nesta prática laboratorial, você vai aprender sobre a importância de uma ETA, 
suas principais etapas na concepção de projeto, os dimensionamentos dos equipamentos que a 
compõem e os principais processos que ocorrem em todo sistema de tratamento de água. 
 
 
 
 
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4. PROCEDIMENTO 
 
É possível classificar as redes de abastecimento em três tipos: ramificada, malhada e mista. 
Essa classificação tem a ver com a disposição da tubulação principal e o sentido de escoamento. 
Paiva (2014) apresenta essa classificação da seguinte forma: 
 
Rede ramificada: quando o abastecimento ocorre por meio de uma tubulação tronco, 
alimentada por um reservatório ou uma elevatória. A distribuição é feita diretamente para os 
condutos secundários, sendo conhecido o sentido da vazão de cada trecho. A Figura 1 mostra 
um trecho de rede ramificada: 
 
Figura 1 – Rede ramificada. 
 
Fonte: Adaptada de Paiva (2014). 
 
Rede malhada: constituída por tubulações principais, que formam anéis ou blocos, de maneira 
que é possível abastecer qualquer ponto do sistema por mais de um trajeto. Isso possibilita uma 
maior flexibilidade em satisfazer a demanda e, também, a manutenção da rede, com o mínimo 
de interrupção possível no fornecimento da água. Esse tipo de rede pode ser subdividido em 
dois grupos: rede malhada em anéis e rede malhada em blocos. 
 
Um sistema de tratamento e distribuição de água é composto por um conjunto de obras, serviços 
e equipamentos que permitem captar, tratar e distribuir a água para a população atendida. Para 
isso, o sistema se divide em etapas, conforme a Figura 2: 
 
 
 
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Figura 2 – Sistema de abastecimento de água. 
Fonte: Adaptada de Tsutiya (2006). 
 
Dentro do sistema, existem as estações de tratamento de água (ETAs). Como a maioria das 
águas dos mananciais não apresenta padrões aceitáveis de potabilidade para o consumo 
humano, as ETAs são responsáveis por tratá-las, a fim de que estejam adequadas do ponto de 
vista físico-químico e microbiológico. Quanto mais poluído o manancial, mais complexo será 
o processo de tratamento e, portanto, mais cara a água. 
 
O tratamento de água consiste na remoção de partículas suspensas e coloidais, matéria orgânica, 
microrganismos e outras substâncias possivelmente deletérias à saúde humana, porventura 
presentes nas águas naturais, aos menores custos de implantação, operação e manutenção, 
gerando o menor impacto ambiental às áreas circunvizinhas. As tecnologias de tratamento 
disponíveis visam conciliar tais objetivos (LIBÂNIO, 2010). 
 
O processo de tratamento para abastecimento público de água potável tem as seguintes 
finalidades básicas: 
 
• Higiene: eliminação ou redução de bactérias, substâncias venenosas, teor excessivo de 
matéria orgânica, algas, protozoários e outros microrganismos. 
• Estética: remoção ou redução de cor, turbidez, dureza, odor e sabor. 
• Economia: remoção ou redução de dureza, corrosividade, cor, turbidez, sabor, ferro, 
manganês, etc. 
 
A definição da tecnologia a ser empregada no tratamento de água para consumo humano deve 
se pautar nas seguintes premissas principais (LIBÂNIO, 2010): 
 
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• características da água bruta; 
• custos de implantação, manutenção e operação; 
• manuseio e confiabilidade dos equipamentos; 
• flexibilidade operacional; 
• localização geográfica e características da comunidade; 
• disposição final do lodo. 
 
A norma regulamentadora de projetos de estação de tratamento de água é a NBR 12216/92 
(ABNT, 1992). 
 
O procedimento convencional começa pelos ensaios de turbidez, cor e pH. A turbidez é 
ocasionada pela presença de argilas, algas, matéria orgânica e microrganismos. A cor se deve 
pela presença de tanino, oriundo de vegetais, e, em geral, varia de incolor até castanho intenso. 
A etapa seguinte consiste em ligar esses ensaios às operações de floculação, decantação e 
filtração. 
 
Nessas estações de tratamento, a água passa por diversas etapas até estar adequada aos padrões 
de consumo. As principais etapas que ocorrem nas ETAs convencionais são: 
 
4.1. COAGULAÇÃO 
 
A coagulação consiste, essencialmente, na desestabilização das partículas coloidais e suspensas, 
pela conjunção de ações físicas e reações químicas, com duração de poucos segundos, entre o 
coagulante – usualmente, um sal de alumínio ou de ferro –, a água e as impurezas presentes. 
Em solução aquosa, os íons metálicos de ferro e alumínio, positivamente carregados, formam 
fortes ligações com os átomos de oxigênio, podendo coordenar até seis moléculas de água ao 
redor, liberando os átomos de hidrogênio (aumentando a concentração do íon H+) e reduzindo 
o pH da suspensão. Esse processo denomina-se hidrólise, e os produtos formados constituem 
as espécies hidrolisadas de ferro e alumínio, podendo culminar, em função da dosagem, no 
precipitado de hidróxido do metal. Posteriormente, verifica-se o transporte dessas espécies para 
o contato com as impurezas presentes, etapa denominada mistura rápida (LIBÂNIO, 2010). 
 
Para a realização da mistura rápida na ETA, será utilizado sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) como 
coagulante, devido a sua maior disponibilidade e menor custo, se comparado ao cloreto férrico 
 
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(LIBÂNIO, 2010). Para a aplicação do coagulante, é necessário um misturador, que pode ser 
hidráulico ou mecanizado. Geralmente, utiliza-se a calha Parshall, que tem sido usada para 
combinar as funções de medição de vazão e de mistura rápida em função de sua geometria, do 
regime de escoamento a montante e da intensidade de turbulência gerada no ressalto hidráulico 
produzido.As principais vantagens da calha Parshall são: facilidade de construção ou aquisição; 
custo mínimo; simplicidade na medição de vazão; pequena perda de carga; e a quase 
impossibilidade de sedimentação de material no fundo do canal (DI BERNARDO, 2005). 
 
A mistura rápida é destinada a dispersar produtos químicos da coagulação na água a ser tratada, 
tendo como parâmetro básico de dimensionamento o gradiente de velocidade (G), preconizado 
entre 700s–1 e 1.100s–1, em um tempo de mistura não superior a cinco segundos e tempo máximo 
de percurso da água até o floculador de um minuto (ABNT, 1992). 
 
4.2. FLOCULAÇÃO 
 
A floculação sucede à mistura rápida, sendo uma das operações unitárias da clarificação, que 
constitui o conjunto de fenômenos físicos, em que se procura reduzir o número de partículas 
suspensas e coloidais presentes na massa líquida, por meio de sua aglomeração em flocos. Para 
isso, nos floculadores, fornecem-se condições, em termos de tempo de mistura (tempo de 
detenção) e agitação (gradiente de velocidade) – como para as unidades de mistura rápida, vale 
afirmar, tempo de detenção e gradiente de velocidade –, para que ocorram os choques entre as 
partículas anteriormente desestabilizadas pela ação do coagulante, objetivando a formação dos 
flocos a serem posteriormente removidos por sedimentação/flotação/filtração rápida ou, em 
estações de filtração direta, nas próprias unidades de filtração. Também no mesmo contexto das 
unidades de mistura rápida, a energia dissipada na massa líquida para fomentar a aglutinação 
das partículas pode ser de origem mecânica ou hidráulica (LIBÂNIO, 2010). 
 
4.3. DECANTAÇÃO 
 
Na decantação, aos flocos formados anteriormente são fornecidas condições que permitam a 
sedimentação por ação da gravidade. Ambas as operações objetivam diminuir o afluxo de 
partículas às unidades filtrantes, consistindo na última etapa da clarificação, dentro do contexto 
de múltiplas barreiras em que o tratamento de água se insere. Dessa forma, a nomenclatura 
 
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correta preconiza referir-se às partículas sedimentadas e ao efluente como água decantada 
(LIBÂNIO, 2010). 
 
Quando não é possível determinar a velocidade de sedimentação por meio de ensaios de 
laboratório, a velocidade longitudinal máxima, em decantadores horizontais convencionais, 
segundo a NBR 12216/92, em estações com capacidade de até 10.000m3/dia, será de 0,50cm/s 
(ABNT, 1992). 
 
Visando seguir alguns preceitos da norma, para que seja feita a ligação entre o floculador e o 
decantador, serão seguidos alguns ditames quanto a: 
 
• ter a entrada afogada através de abertura, com dimensões em que o gradiente de 
velocidade resultante seja inferior a 20s–1; 
• ter a velocidade da água, no canal que a conduz aos decantadores, no máximo, igual à 
metade da velocidade nas aberturas de entrada nestes; 
• nos casos em que, para satisfazer às condições, a velocidade resultante no canal seja 
inferior a 0,15m/s, devem ser previstas facilidades para limpeza do canal, como 
declividade, registros de descarga ou outras. 
 
Após a água passar pelo canal que recebe a água floculada e descarregar no decantador, ela 
passará em uma cortina perfurada. 
 
Todo processo de decantação faz com que seja gerado lodo. Nesse caso, o processo para retirada 
desse resíduo será manual, visto que se trata de um sistema simples, apresentando alguns 
preceitos da norma quanto a: 
 
• ser provido de descarga de fundo, dimensionada para esvaziamento no tempo máximo 
de seis horas; 
• a descarga do decantador deve situar-se, preferencialmente, na zona de maior 
acumulação de lodo; 
• o fundo deve ter declividade mínima de 5%, no sentido do ponto de descarga. 
 
É importante ressaltar que, quando há utilização de decantadores convencionais, com remoção 
manual de lodo, deve ser prevista uma altura adicional suficiente para acumular o lodo 
 
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resultante de 60 dias de funcionamento, além de dispositivo de lavagem por jateamento. Os 
jatos devem atravessar o decantador em sua menor dimensão, utilizando-se requintes de 13mm, 
conforme estabelecido em norma sobre instalações prediais contra incêndio sob comando 
(ABNT, 1992). 
 
4.4. FILTRAÇÃO 
 
No que tange ao tratamento de água, a filtração constitui-se no processo que tem como função 
primordial a remoção das partículas responsáveis pela cor e turbidez, cuja presença reduziria a 
eficácia da desinfecção na inativação dos microrganismos patogênicos. Apesar dessa evidência, 
a filtração e outras etapas do tratamento tornam-se prescindíveis quando a qualidade da água 
bruta, oriunda sobretudo de mananciais subterrâneos, permite efetuar apenas a desinfecção. Em 
estações de tratamento convencionais, cabe à filtração, provavelmente, a função mais relevante, 
por se constituir na etapa em que as falhas – porventura ocorridas na coagulação, floculação e 
sedimentação/flotação – podem ser corrigidas, assegurando a qualidade da água tratada 
(LIBÂNIO, 2010). 
 
Tradicionalmente, existem dois tipos de filtração: rápida e lenta. Sua escolha depende, 
principalmente, da qualidade da água bruta e do volume a ser tratado, e implica mudanças de 
projeto na ETA. 
 
O processo de filtração lenta é um pouco estático em suas alternativas de projeto, sendo usado 
apenas para águas com baixa turbidez (até 50ppm), exigindo grandes áreas de terreno e volume 
elevado de obras civis. Já o processo de filtração rápida é dinâmico em termos de alternativas 
de desenhos, podendo ser projetado com materiais diferentes no leito filtrante e dispositivos 
para aumento de capacidade de filtração, bem como fluxos por gravidade ou forçados, 
ascensionais ou descendentes. 
 
O número de filtros de uma estação depende da magnitude da instalação, do número de etapas 
de construção, do arranjo geral e tamanho das tubulações e de fatores econômicos. Por medida 
prática, geralmente, se adota um número par de filtros. 
 
À medida que o filtro vai funcionado, acumula impurezas entre os interstícios do leito filtrante, 
aumentando progressivamente a perda de carga e a redução da capacidade de filtração. Quando 
 
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essa perda atinge um valor preestabelecido ou a turbidez do efluente vai além do máximo de 
operação, deve ser feita a lavagem. 
 
A lavagem de filtros rápidos é feita em contracorrente, com velocidade e vazão suficientes para 
criar uma turbulência que provoque desprendimento das impurezas retidas e naturalmente 
grudadas nos grãos do leito filtrante. Nesse processo, ocorre a expansão do leito filtrante e o 
transporte da sujeira antes retida pela água de lavagem. 
 
 A vazão de água de lavagem em contracorrente deve promover a expansão do leito filtrante 
em 20% a 30%. 
 
Por exemplo, em estações com capacidade até 10.000m3/dia, a agitação pode ser feita 
manualmente, com rastelo ou jato de água (ABNT, 1992). 
 
No dimensionamento do reservatório de água para lavagem, o tempo mínimo de lavagem deve 
ser de 10 minutos e a velocidade de lavagem não deve ser inferior a 60cm/min (ABNT, 1992). 
Junto ao filtro, deve existir indicação do nível de água no reservatório que mostre, pelo menos, 
os níveis máximo, médio e mínimo. 
 
4.5. DESINFECÇÃO 
 
A desinfecção constitui-se, praticamente, na última etapa do tratamento, estando relacionada à 
consecução do objetivo de produzir água de consumo isenta de microrganismos patogênicos, 
cuja inativação realiza-se por meio de agentes físicos e/ou químicos. Pode-se afirmar que a 
desinfecção finaliza o processo de potabilização, sucedendo – quando a tecnologia 
convencional de tratamento é empregada – às fases de clarificação e filtração. Ainda que, nas 
demais etapas da potabilização, haja redução do número de microrganismos agregados às 
partículas suspensas e coloidais removidas nas etapas de decantação/flotação e filtração, isso 
não consiste no objetivo principal desses processos e operações unitárias usuais no tratamentode águas de abastecimento. Assim, cabe à desinfecção inativar os microrganismos patogênicos 
– e também os organismos indicadores – porventura presentes nas águas e prevenir o 
crescimento microbiológico nas redes de distribuição (LIBÂNIO, 2010). 
 
 
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Para a realização da desinfecção, será utilizado o cloro, por suas vantagens: inativa 
eficientemente uma grande variedade de microrganismos patogênicos; produz residual 
facilmente medido e controlado; é facilmente encontrado no mercado, a custos razoáveis; e tem 
manuseio relativamente simples e aplicação segura (DI BERNARDO, 2005). 
 
Quanto ao dimensionamento do tanque de contato – onde a desinfecção é feita –, será feito 
seguindo orientações relativas aos preceitos da Portaria de Consolidação nº 5, Anexo XX, 
alterada pela Portaria GM/MS nº 888, de 4 de maio de 2021, que dispõe sobre os procedimentos 
de controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de 
potabilidade. 
 
4.6. FLUORETAÇÃO 
 
A fluoretação, ou fluoração, é efetuada na etapa de tratamento, quando se objetiva conferir à 
água uma concentração adequada do íon fluoreto, utilizando compostos de flúor, como o ácido 
fluossilícico e o fluossilicato de sódio. 
 
A aplicação do flúor geralmente é feita após os processos físico-químicos inerentes ao 
tratamento, correspondentes às fases de clarificação e desinfecção. Quando no tanque de 
contato, a dosagem do íon fluoreto deve ser realizada em ponto distinto ao da aplicação da cal 
secundária – nas circunstâncias em que esta se faz necessária –, objetivando evitar a formação 
do fluoreto de cálcio (CaF2), que reduziria a concentração final de fluoreto na água tratada 
(LIBÂNIO, 2010). 
 
Diante de todo esse processo, é importante compreender a necessidade de um controle rigoroso 
nas estações de tratamento, para que estejam aptas e tenham condições favoráveis para a 
execução correta de todas as etapas de tratamento da água. 
 
 
 
 
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5. IMAGENS DOS RESULTADOS 
 
Leia o texto inicial. Em seguida, visualize os cálculos de dimensionamento da etapa de aeração 
clicando com o botão esquerdo do mouse em “Aeração”. 
 
 
 
Analise a primeira página da memória de cálculo da etapa de aeração e visualize a outra página 
clicando com o botão esquerdo do mouse no botão indicado abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Visualize os cálculos do dimensionamento da etapa de coagulação clicando com o 
botão esquerdo do mouse em “Coagulação”. 
 
 
Visualize os cálculos do dimensionamento da etapa de floculação clicando com o botão 
esquerdo do mouse em “Floculação”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Analise a primeira página da memória de cálculo da etapa de floculação e visualize as outras 
sete páginas clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o botão indicado. 
 
 
 
Visualize os cálculos do dimensionamento da etapa de decantação clicando com o 
botão esquerdo do mouse em “Decantação”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Analise a primeira página da memória de cálculo da etapa de decantação e visualize as outras 
três páginas clicando com o botão esquerdo do mouse no botão indicado abaixo. 
 
 
 
Visualize os cálculos do dimensionamento da etapa de filtração clicando com o botão esquerdo 
do mouse no botão indicado abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Analise a primeira página da memória de cálculo da etapa de filtração e visualize a outra página 
clicando com o botão esquerdo do mouse no botão indicado. 
 
 
 
Visualize os cálculos do dimensionamento da etapa de desinfecção clicando com o 
botão esquerdo do mouse no botão indicado abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Analise a primeira página da memória de cálculo da etapa de desinfecção e visualize as outras 
duas páginas clicando com o botão esquerdo do mouse no botão indicado. 
 
 
 
 
 
 
Visualize o questionário clicando com o botão esquerdo do mouse em “Questões”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Leia e responda as questões clicando com o botão esquerdo do mouse na caixa de resposta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
 
1. Diferenciar de maneira sucinta a Decantação, Coagulação e Floculação. 
A decantação é um processo físico de separação de misturas heterogêneas, para esse 
caso, tem-se, por exemplo: separação da água e areia. Já a floculação e a coagulação são 
processos químicos e físicos em que partículas muito pequenas são agregadas, formando 
flocos, para que possam posteriormente decantar. 
 
2. Por que a Desinfecção é considerada um processo corretivo ao tratamento de água? 
Ainda que, nas demais etapas da potabilização, haja redução do número de 
microrganismos agregados às partículas suspensas e coloidais removidas nas etapas de 
decantação/flotação e filtração, isso não consiste no objetivo principal desses processos e 
operações unitárias usuais no tratamento de águas de abastecimento. Assim, cabe à 
desinfecção inativar os microrganismos patogênicos – e os organismos indicadores – 
porventura presentes nas águas e prevenir o crescimento microbiológico nas redes de 
distribuição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. ANÁLISE DOS RESULTADOS 
 
Em conclusão, o estudo de um projeto da Estação de Tratamento de Água (ETA) demonstrou 
a importância da implementação de sistemas eficientes de tratamento de água para garantir a 
qualidade da água para consumo humano e proteger o meio ambiente. 
 
A ETA deve ser bem dimensionada para atender às necessidades da comunidade, levando em 
consideração a demanda atual e futura. O sistema de tratamento deve propor e inclui etapas de 
pré-tratamento, tratamento primário, secundário e terciário, garantindo a remoção de impurezas 
e poluentes. 
 
Além disso, o projeto deve incluiu medidas de segurança e monitoramento para garantir a 
operação eficiente e segura da ETA. A implementação de uma ETA contribuirá 
significativamente para a melhoria da qualidade de vida da população, reduzindo os riscos de 
doenças relacionadas à água e protegendo o meio ambiente. 
 
Portanto, recomenda-se a implementação desse projeto como uma solução eficaz e sustentável 
para o tratamento de água. 
 
 
 
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8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
ALGETEC. SEPARAÇÃO DE MISTURA HETEROGÊNEA - FILTRAÇÃO SIMPLES. 
Disponível em: . 
Acesso em: 20/02/2025. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12216/92: Projeto de estação 
de tratamento de água para abastecimento público.Rio de Janeiro: ABNT, 1992. 
 
DI BERNARDO, L. Métodos e técnicas de tratamento de água. 2. ed. São Paulo: Rima, 2005. 
v. 1. 
 
DI BERNARDO, L. Métodos e técnicas de tratamento de água. 2. ed. São Paulo: Rima, 2005. 
v. 2. 
 
LIBÂNIO, M. Fundamentos de qualidade e tratamento da água. 3. ed. São Paulo: Átomo, 
2010. 
 
SANTOS, A. N. et al. Unidade de Aprendizagem Saneamento ambiental. Porto Alegre: 
Sagah, 2021. 
 
TSUTIYA, M. T. Abastecimento de água. 3. ed. São Paulo: Escola Politécnica da USP, 2006.