Aula 10 TAE-2

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Tratamento de Água e Esgotos
Fluoretação e Tratamentos Complementares
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Fluoretação 
Cárie dental
• Enzimas liberadas pela ação de bactérias,
presentes na cavidade bucal, que agem sobre
resíduos açucarados, fermentando-os,
formando ácidos que desmineralizam o
esmalte, tornando o dente vulnerável à
cavitação
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Para cada dólar despendido na fluoretação
da água, 36 dólares são economizados no
tratamento da cárie (USEPA).
Brasil 
• Condições sócio-econômicas da maioria da 
população;
– dificultam ou impedem o acesso à alimentação 
adequada, 
– dificultam ou impedem as informações sobre 
saúde;
– dificultam ou impedem o acesso aos produtos 
básicos de higiene bucal.
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Fluoretação 
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Brasil 
• Baixo Guandu, Espírito Santo (1953)
• Após 14 anos da implantação da fluoretação 
houve 65,0% de redução de cárie dental em 
crianças de 6 a 12 anos.
Fluoretação 
Aplicação do flúor
• Aumento da resistência do esmalte dos dentes, 
pelo efeito bacteriostático 
• Remineralização do esmalte do dente 
desmineralizado por ação de ácido. 
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Fluoretação 
Flúor é o elemento mais eficiente e eficaz na prevenção da cárie dental, sendo o 
método de fluoretação de águas de abastecimento público recomendado para 
prevenção de cárie dentária, uma vez que a sua ação se processa durante toda a 
vida do indivíduo 
Ingestão do flúor
• Em dosagens recomendadas pela legislação é 
benéfica. 
• Em excesso apresenta toxidade aguda ou crônica. 
– A toxidade aguda: resposta ao consumo de alta 
dosagem de flúor de uma única vez.
– Na toxidade crônica: fluorose
• manchas esbranquiçadas no esmalte dental podendo agravar-
se a um grau deformante do elemento.
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Fluoretação 
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Fonte: http://odontobloggers.blogspot.com.br/2011/02/fluorose-dentaria.html
9Fonte: http://www.revistatae.com.br/noticiaInt.asp?id=7517&genero=11
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Fonte: Libânio, 2008
Cariados perdidos e obturados
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Fonte: Libânio, 2008
http://www.portoalegre.rs.gov.br/dmae/doc_usu/
SDDVP-portaria10-99.pdf
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http://www.portoalegre.rs.gov.br/dmae/doc_usu/SDDVP-portaria10-99.pdf
Compostos de Flúor utilizados
• Fluoreto de Cálcio ou Fluorita (CaF2);
• Fluossilicato de Sódio (Na2SiF6); 
• Fluoreto de sódio (NaF); 
• Ácido Fluossilícico (H2SiF6)
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Fluoretação 
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Ácido Fluossilícico (H2SiF6)
• Subproduto da indústria de fertilizantes. 
• É encontrado no mercado em soluções 
concentradas a 20%;
• Líquido altamente solúvel e corrosivo, 
• Recipientes, tubulações e válvulas de material plástico 
como: PVC, Polietileno, Polipropileno, Acrílico ou 
Teflon.
• Os locais de armazenagem devem ser ventilados
• Ácido Fluorídrico + Tetrafluoreto de Silício
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Fluoretação 
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Dosagem do ácido Fluossilícico em função do 
teor de íon fluoreto a ser aplicado
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Fluoretação 
Q ácido = L/min
Q ETA = m3/ min
Teor de íon fluoreto = g/m3
Concentração de ácido = g/L
Fator de proporcionalidade = 1,263
Fluoretação 
Consumo de Ácido Fluossilícico - Cácido
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Qácido: Vazão de dosagem do ácido (L/min)
ρácido: densidade (g/cm³)
Cácido: g/min
Exemplo
Calcular a vazão de dosagem de ácido a 20% 
para fluoretar a água de uma ETA cuja vazão é 
de 240.000 L/h e o teor ideal de fluoreto a ser 
aplicado é de 0,7 mg/L.
Calcule a massa (kg) do produto utilizada 
mensalmente.
– Concentração do H2SiF6 a 20% = 235,0 g/L
– Densidade do H2SiF6 : 1,1748 g/cm³
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Q = 240.000 L/h
teor fluoreto = 0,7 mg/L
Concentração do H2SiF6 a 20% = 235,0 g/L
Densidade do H2SiF6 : 1,1748 g/cm³
= 240000
𝐿
ℎ×0,7
𝑚𝑔
𝐿 × 1,263 ×
𝐿
235 𝑔×
𝑔
1000𝑚𝑔× 24
ℎ
𝑑 = 21,66
𝐿
𝑑
= 21,66
𝐿
𝑑 × 1,1748
𝑔
𝑐𝑚! × 1000
𝑐𝑚!
𝐿 ×
𝑘𝑔
1000 𝑔 = 25,45
𝑘𝑔
𝑑
Fluossilicato de Sódio (Na2SiF6)
• Sólido na forma de pó branco brilhante e 
cristalino
• Baixa solubilidade
• Corrosivo
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Fluoretação 
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Fluoretação 
Consumo de Fluossilicato de Sódio
Exemplo
• Calcular a quantidade do produto fluossilicato
de sódio (Kg/dia), tendo como referencia os 
seguintes dados:
- Vazão da ETA = 100L/s
– Tempo de funcionamento = 24 horas
– Teor de flúor a ser dosado = 0,7 mg/L
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Vazão da ETA = 100 L/s
Tempo de funcionamento = 24 horas
Teor de flúor a ser dosado = 0,7 mg/L
= 100
𝐿
𝑠 × 86400
𝑠
𝑑 × 1,65 × 0,7
𝑚𝑔
𝐿 ×
𝑘𝑔
10"𝑚𝑔 = 9,98
𝑘𝑔
𝑑
• http://site.sabesp.com.br/uploads/file/flash/trat
amento_agua.swf
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http://site.sabesp.com.br/uploads/file/flash/tratamento_agua.swf
– Para uso doméstico:
• Remoção de materiais em suspensão 
– Prejudicam a aparência da água. 
– Remoção de substâncias químicas prejudiciais.
– Remoção de quaisquer microrganismos nocivos 
– Para uso industrial:
• Variam em função de seu uso. 
– Por exemplo, para a geração de vapor o controle da formação de 
depósitos em canalizações é de suma importância, 
– Indústrias têxteis ou de papel exigem ausência de ferro e manganês.
Qualidade x Utilização da água
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Tratamentos complementares
• Aeração
• Remoção de dureza
• Remoção de ferro e manganês
• Remoção de gosto e odor
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Aeração
• Desprendimento de gases dissolvidos, de odor 
e sabor
–H2S, CO2, Cl2
• Oxidação de ferro e manganês
• Oxidação de compostos orgânicos
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Tratamentos complementares
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Fonte: http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Tratam02_pre.htm
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Fonte: http://www.neoplan.com.br/?p=687
Tratamentos complementares
• Aeração
• Remoção de dureza
• Remoção de ferro e manganês
• Remoção de gosto e odor
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Remoção de dureza (abrandamento)
• Cálcio e magnésio
– Precipitação química è processo geralmente utilizado para 
águas com elevada concentração de dureza;
– Troca catiônica è mais indicado para o caso onde a 
concentração da dureza seja baixa;
– Processo de nanofiltração è utilização de membranas 
poliméricas.
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Tratamentos complementares
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•Desagradável ao paladar;
•Gasto de produtos para formação de espuma e dificulta atividades de higiene;
•Criação de depósitos perigosos nas caldeiras e aquecedores;
•Depósito de sais em equipamentos e vasilhames empregados no cozimento de 
alimentos ou no aquecimento de água;
•Mancha louças.
Tratamentos complementares
Remoção de dureza (abrandamento)
• Adição de carbonato de sódio (Na2CO3)
Mg2+(aq) + Na2CO3(aq) → 2 Na+(aq) + MgCO3
Ca+2(aq) + Na2CO3(aq) → 2 Na+(aq) + CaCO3
• Adição de cal (CaO) 
CaO (s) + H2O(aq) → Ca(OH)2
Abrandamento por precipitação 
química
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• Resina catiônica que captura os íons Ca2+ e
Mg2+, substituindo-os por íons que formarão
compostos solúveis
Abrandamento por troca iônica
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Tratamentos complementares
• Aeração
• Remoção de dureza
• Remoção de ferro e manganês
• Remoção de gosto e odor
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Remoção de ferro e manganês
• Aeração
• Coagulo-sedimentação
• Remoção de dureza
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Tratamentos complementares
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Remoção de ferro e manganês
Tratamentos complementares
• Aeração
• Remoção de dureza
• Remoção de ferro e manganês
• Remoção de gosto e odor
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Remoção de gosto e odor
• Aeração
• Sulfato de cobre (algas)
• Tratamento avançado
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Tratamentos complementares
Tratamento Avançado
• Troca iônica
• Membranas
• Carvão ativado
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• Macrofiltração;
• Microfiltração;
• Ultrafiltração;
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Remoção de sólidos suspensos
Remoção de sólidos dissolvidos
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• Nanofiltração/Osmose Reversa;
• Troca Iônica
• Ozonização;
• Carvão Ativado.
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Remoção de compostos orgânicos
Filtração por membranas
• Remoção de material suspenso, coloidal e 
dissolvido 
– 0,0001 a 1 µm
• Utilização de membranas semipermeáveis para 
separação de contaminantes da água 
– “Barreira”
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MembranaFluxo de Alimentação
Concentrado
Permeado
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Fonte: http://www.tratamentodeagua.com.br/R10/Lib/Image/art_746479126_InfoReuso%20n%C2%BA02%20-
%20Filtra%C3%A7%C3%A3o%20em%20Membranas.pdf
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Filtração por membranas
Aplicação de pressão hidráulica
Fonte: Adaptado de Metcalf & Eddy (2003)
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Filtração por membranas
Osmose Reversa
• http://g1.globo.com/jornal-
nacional/noticia/2014/11/agua-do-esgoto-sera-
tratada-para-aumentar-nivel-de-represa-em-sp.html
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http://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2014/11/agua-do-esgoto-sera-tratada-para-aumentar-nivel-de-represa-em-sp.html
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Fonte: Metcalf & Eddy (2003)
Eletrodiálise
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Projeto dos Sistemas
• A seleção de um projeto para uma aplicação específica 
não é uma tarefa difícil;
• Ela é baseada na capacidade e limitações de cada 
processo:
Separação de 
sólidos suspensos 
Microfiltração 
Ultrafiltração
Separação de compostos 
orgânicos com elevado 
peso molecular 
Ultrafiltração 
Nanofiltração
Separação de 
espécies dissolvidas 
Nanofiltração
Osmose Reversa
• Remoção de compostos orgânicos recalcitrantes
– Gosto e odor 
• Compostos inorgânicos 
– Nitrogênio
– Sultafos
–Metais pesados
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Adsorção
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Adsorção
Transferência de massa
Fase líquida
Fase sólida
Substância Adsorvato
Adsorvente
Tipos de Adorventes
• Carvão ativado
– Carvão granular
– Carvão em pó
• Polímeros sintéticos
• Elevada superfície específica
– 600 – 1600 m2/g
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Adsorção
Preparação de carvão ativado
1) Torra de materiais orgânicos – pirólise 
(≈700°C)
– Formação de grande estrutura interna 
– Carvão
2) Exposição a gases oxidantes como CO2 em 
altas temperaturas (800-900°C)
– Formação de uma estrutura porosa 
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Adsorção
Preparação de carvão ativado
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Adsorção
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Macroporos > 25 nm
25 nm > Mesoporos > 1 nm
Microporos