instalações de tratamento

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INSTALAÇÕES PARA TRATAMENTO DE ÁGUA
ASPECTOS PRINCIPAIS
NORMAS TÉCNICAS DE REFERÊNCIA PARA INSTALAÇÕES
NBR - 12211 - Estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água. 
NBR - 12212 - Poço Tubular - Projeto de poço tubular para captação de água subterrânea.
 NBR- 12213 - Projeto de captação de água de superfície para abastecimento público.
 NBR - 12214 - Projeto de sistema de bombeamento de água para abastecimento público.
 NBR - 12215 - Projeto de adutora de água para abastecimento público.
 NBR -12216 - Projeto de estação de tratamento de água para abastecimento público.
 NBR - 12217 - Projeto de reservatório de distribuição de água para abastecimento público.
 NBR - 12218 - Projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público.
 NBR - 12 586 - Cadastro de sistema de abastecimento de água.
As instalações de tratamento de água são projetadas, de um modo geral, para funcionarem por um período de 20 a 25 anos.
Depende:
 Dos processos requeridos;
Da característica da comunidade abastecida;
Condições locais sócio-econômicas.
Deve-se considerar, também:
Programar a construção por etapas, redução de custo
A execução de ampliações futuras
Instalações de natureza dinâmica e
soluções nunca definitivas
INSTALAÇÕES COMPACTAS
Para comunidades/demandas pequenas: 50 l/s
Redução de custos e área utilizada: muito técnico!
Misturador rápido + floculador + decantador de fluxo vertical + filtro rápido + dosadores para desinfecção e fluoretação
INSTALAÇÕES CONVENCIONAIS - CICLO COMPLETO
Demandas maiores
Mais utilizadas no Brasil: sazonalidade da qualidade da água.
INSTALAÇÃO DE FLOTAÇÃO A AR COMPRIMIDO
Águas de baixa turbidez e remoção de algas
Ocorre a liberação de pequenas bolhas de ar que se prendem às partículas sólidas que acabam por flutuar.
O sobrenadante é, então, recolhido.
NO GERAL, SISTEMA MAIS UTILIZADO NUMA ETA:
AERAÇÃO
MISTURA RÁPIDA (COAGULAÇÃO)
MISTURA LENTA (FLOCULAÇÃO)
DECANTAÇÃO
FILTRAÇÃO
DESINFECÇÃO
FLUORETAÇÃO
AERAÇÃO
AULAS ANTERIORES
MELHORAR O CONTATO DA ÁGUA COM O OXIGÊNIO ATMOSFÉRICO
OXIDAÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS, DE FERRO
AUMENTAR A CONCENTRAÇÃO DE OXIGÊNIO
COAGULAÇÃO – MISTURA RÁPIDA
Processo em que um produto químico (coagulante) deve ser rápida e homogeneamente misturado ao corpo de água.
Coagulante irá desestabilizar as partículas em suspensão, aumentando a força de atração entre elas.
Alta Velocidade: mistura deve ser realizada antes da reação do produto na água.
FUNÇÕES:
• Remoção de turbidez orgânica ou inorgânica que não sedimenta rapidamente;
• Remoção de cor verdadeira e aparente;
• Eliminação de bactérias, vírus e organismos patogênicos susceptíveis de serem separados por coagulação;
• Destruição de algas e plâncton em geral;
• Eliminação de substâncias produtoras de sabor e odor e de precipitados químicos;
• Remoção de fosfatos, os quais servem como nutrientes para o crescimento de algas.
COAGULAÇÃO – MISTURA RÁPIDA
PRODUTOS QUÍMICOS EMPREGADOS:
COAGULANTES PRIMÁRIOS (SAIS METÁLICOS):
SULFATO DE ALUMÍNIO: agente coagulante mais empregado (soluções concentradas a 50%). 
Sulfato ferroso, Sulfato ferroso clorado, cloreto de polialumínio, etc.
COAGULANTES SECUNDÁRIOS (POLÍMEROS SINTÉTICOS OU NATURAIS):
Produtos adicionados à água para melhorar a eficiência dos coagulantes
COAGULAÇÃO – MISTURA RÁPIDA
PARA UMA CONTATO EFICIENTE E RÁPIDO DO COAGULANTE COM O CORPO DE ÁGUA – 1 A 5 SEGUNDOS...
SISTEMAS DE MISTURA RÁPIDA
UNIDADES HIDRÁULICAS
USO DA ENERGIA HIDRÁULICA PARA A DISPERSÃO DO PRODUTO: RESSALTO HIDRÁULICO – água passa do regime rápido para o lento de escoamento – grande agitação!
 Canais retangulares com mudança brusca de declividade
 Calha Parshall
 Malha difusora
COAGULAÇÃO – MISTURA RÁPIDA
 Canais retangulares com mudança brusca de declividade
COAGULAÇÃO – MISTURA RÁPIDA
COAGULAÇÃO – MISTURA RÁPIDA
Calha Parshall
COAGULAÇÃO – MISTURA RÁPIDA
Malha difusora
COAGULAÇÃO – MISTURA RÁPIDA
SISTEMAS DE MISTURA RÁPIDA
UNIDADES MECÂNICAS
UTILIZAÇÃO DE AGITADORES TIPO TURBINA
Produz movimento do líquido 
por movimento rotativo dos impulsores.
FLOCULAÇÃO – MISTURA LENTA
formação de flocos sedimentáveis de suspensões finas através do emprego prévio dos coagulantes.
 A floculação tem por finalidade: aumentar o contato entre as impurezas das águas e os flocos que se formam pela reação do coagulante: os flocos até então formados não têm peso suficiente para se sedimentarem por peso próprio!
Propiciar colisões entre elas!!!
Os flocos formados têm aspecto gelatinoso o que facilita a agregação de partículas na superfície do floco original.
FLOCULAÇÃO – MISTURA LENTA
Com esses encontros e ao longo do tempo os flocos aumentam de tamanho (acima de 1 mm de diâmetro) e tornam-se mais sedimentáveis na fase seguinte, a decantação.
Os seguintes parâmetros intervêm no processo:
· Velocidade de escoamento (m/s);
· Tempo de detenção (minutos);
· Gradiente de velocidade (s-1).
FLOCULAÇÃO – MISTURA LENTA
velocidade de escoamento: maior que 0,10 m/s: evitar a sedimentação de flocos no próprio floculador. Mas... não pode ser muito elevada: para não quebrar ou romper os flocos já formados.
Tempo de detenção: depende da temperatra da água. No Brasil varia entre 15 a 20 minutos.
Gradiente de velocidade: depende do tipo de agitação:
Agitação hidráulica: G = 3115 (hf/t)1/2
Agitação mecânica: G = 685 (P/Qt)1/2
G=Gradiente de velocidade, em s-1
h=perda de carga, em m
T=tempo de detenção, em segundos
P=potência aplicada, em HP
Q=vazão, em m3/s
FLOCULAÇÃO – MISTURA LENTA
velocidade de escoamento: maior que 0,10 m/s: evitar a sedimentação de flocos no próprio floculador.
Mas... não pode ser muito elevada: para não quebrar ou romper os flocos já formados.
Floculadores: hidráulicos e mecânicos
FLOCULAÇÃO – MISTURA LENTA
Floculador hidráulico: tipo chicanas: cortinas verticais formando compartimentos em série
FLOCULAÇÃO – MISTURA LENTA
Floculador mecânico: compartimentos em série e com agitação realizada por pás rotativas ou turbinas verticais.
Floculador mecânico vendo-se as tampas (amarelas), para proteção do motor de acionamento do misturador. 
DECANTAÇÃO
Após a floculação, a água passará pelos DECANTADORES, onde os flocos já em tamanhos maiores e mais pesados iniciam sua deposição.
Após a sedimentação, ocorre a coleta da água já decantada (sobrenadante) e coletada por calhas superficiais – separada do material sedimentado = lodo = impurezas, matéria orgânica, hidróxido de alumínio, etc.
·
DECANTAÇÃO
Decantadores: fluxo horizontal ( mais utilizados) e tubulares de alta taxa.
Velocidade de sedimentação: 20°C
Partículas
Tamanho (mm)
Velocidade de sedimentação (cm/s)
Tempo para cair
3m
Areia
0,20
2,4
2min
Areia fina
0,10
0,9
6min
Silte
0,01
0,01
8 horas
DECANTAÇÃO
·
DECANTAÇÃO - esgotamento
Esgotamento: 
retirada do lodo decantado.
Mecanizado (grandes instalações) ou por adufa (retirada por arraste no esgotamento automático)
FILTRAÇÃO
Processo físico: água atravessa um leito filtrante (areia e carvão) para que as partículas ainda em suspensão sejam retidas: efluente mais limpo!!
Filtração lenta e Filtração rápida
FILTRAÇÃO
 Filtração lenta
Processo simples e de grande eficiência. 
Pórém: funciona com taxas de filtração muito baixas, 
aplicável apenas às águas de pouca turbidez (até 50 ppm)
 exige grandes áreas de terreno e volume elevado de obras civis.
Taxa de filtração: varia entre 3 e 9 m3/m2.dia 
Acima dessa taxa: água com qualidade insatisfatória.
FILTRAÇÃO
·Remoção de turbidez - 100%;
· Remoção de cor (baixa) - < 30%;
· Remoção de Ferro - até 60%;
· Boa remoção de odor e sabor;
· Grande remoção de bactérias - > 95%.
 Filtração lenta
Filtros compostos por camadas de areia (0,15 a 1,41 mm de diâmetro) e pedregulho. 
Na base existem os drenos que trabalham a velocidades baixas (0,30 m/s)
Desempenho:
FILTRAÇÃO
 Filtração lenta
FILTRAÇÃO
·
 Filtração rápida
Objetivam, numa ETA convencional, retirar os flocos não decantados e particulas não floculadas
Taxa de 120 a 300m3/m2xdia
FILTRAÇÃO
·
 Filtração rápida
DESINFECÇÃO
Processo que leva à eliminação de microrganismos patogênicos.
Segurança sanitária: evitar disseminação e surtos de doenças
Mais usual: CLORAÇÃO
Cloro: gasoso (ETA grande) ou líquido (ETA pequena – 40l/s)
Melhor eficiência: pH mais baixo
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Fluoretação
Sais de fluor: prevenção de cárie (ideal 14 anos de idade)
Método eficaz e econômico
Uso de: Fluoreto de sódio, Fluorssilicato de sódio e ácido fluorssilícico
Concentração de 1,0 mg/L
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