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TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Cleonildo de Souza FAM – Faculdade de Americana Conteúdo Introdução Tratamento de Água Eutrofização de Corpos D’água Tratamento de Água para Abastecimento Tratamentos Preliminares Estações de Captação Coagulação Floculação Ensaio de Coagulação Sedimentação Filtração Desinfecção Tratamento e Disposição de Lodo ETA Tratamento Especiais Importância da Água Recurso natural de valor econômico, estratégico e social, essencial à existência e bem estar do homem e manutenção do ecossistemas do planeta, á água é um bem comum a toda humanidade. A conservação da quantidade e da qualidade da água depende das condições naturais e antrópicas das bacias hidrográficas, onde ela se origina, circula, percola ou fica estocada – Rios, lagos, represas e subterrânea. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Onde está a água no planeta? TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Água do mar 97% Geleiras 2% Água do doce 1% Água subterrânea: 98% Água superficial: 2% Definição Tratamento de água é um conjunto de procedimentos físicos e químicos que são aplicados na água para que estas fiquem em condições adequadas para consumo, ou seja, para que a água se torne potável. O processo de tratamento de água a livra de qualquer tipo de contaminação, evitando transmissão de doenças. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Usos múltiplos da água Abastecimento doméstico Abastecimento industrial Irrigação Preservação da flora e da fauna Recreação e lazer Criação de espécies Geração de energia elétrica Navegação Diluição e transporte de despejos TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Rotas de uso da Água Água Bruta: Inicialmente a água é retirada do rio, lago ou lençol subterrâneo, possuindo uma determinada qualidade; Água Tratada: Após a captação, a água sofre transformações durante o seu tratamento para se adequar aos usos previstos. Ex.: Abastecimento público ou industrial; Água Usada (Esgoto Bruto): Com a utilização da água, está sofre novas transformações na sua qualidade, vindo a constituir-se em um despejo líquido; Esgoto Tratado: Visando a remoção dos principais poluentes, os despejos sofrem um tratamento antes de serem lançados ao corpo receptor. O tratamento dos esgotos é responsável por uma nova alteração na qualidade do líquido. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Rotas de uso da Água Água Pluvial: A água pluvial escoa no solo, incorpora novos constituintes e, no meio urbano, é coletado em sistemas de drenagem pluvial antes de ser lançada no corpo d’água; Corpo Receptor: A água pluvial e o efluente da estação de tratamento de esgotos atingem o corpo receptor, onde, face à diluição e mecanismos de autodepuração, a qualidade da água volta a sofre novas modificações; Reuso: Os esgotos tratados podem ser usados, sob certas condições, na agricultura, industria e meio urbano. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO ROTAS DO USO E DISPOSIÇÃO DA ÁGUA TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Definição A Estação de Tratamento de Água (ETA) têm a finalidade de transformar a água denominada bruta (sem tratamento e imprópria ao consumo humano) em água denominada potável (tratada e adequada ao consumo humano). Nesse processo, a qualidade da água do manancial abastecedor exerce influência direta no tipo de tratamento a ser adotado pelas ETA’s, a fim de que a mesma, ao final do processo, esteja dentro dos padrões de potabilidade adequados ao consumo humano, conforme legislação específica. Distribuição ETA TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO No Brasil, a legislação que regulamenta o padrão de potabilidade de água para consumo humano é a Portaria nº2.914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde. Esta Portaria “estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade, e dá outras providências TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Padrão de Potabilidade: São os limites de tolerância das substâncias presentes na água de modo a garantir-lhe as características de água potável, conforme Portaria nº2.914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde. Em linhas gerais estes padrões são: Físicos (cor, turbidez, odor e sabor); Químicos (presença de substâncias químicas); Bacteriológicos (presença de microrganismos vivos). Legislações específicas de cada região ou país, regem-se pelas recomendações da Organização Mundial de Saúde (OMS). Em geral os padrões de potabilidade tornam-se mais rigorosos com o passar dos anos, visto que novas técnicas de tratamento associadas a novas descobertas científicas vão permitindo este desenvolvimento. Potabilidade da Água Verificar a potabilidade da água significa analisá-la para saber se o consumo é seguro, ou seja, se a ingestão da água pode ou não trazer riscos à saúde do consumidor. Toda água destinada ao consumo humano deve obedecer aos padrões de qualidade estabelecidos na Portaria 2.914 do Ministério da Saúde. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Parâmetro da Qualidade da Água Parâmetros Físicos TURBIDEZ Conceito: Representa o grau de interferência com a passagem da luz através da água, conferindo uma aparência turva; Responsável: Sólidos em suspensão; Origem: Natural: Partícula de rochas, argila e silte; Antropogênica: Despejos domésticos, industriais, microrganismos e erosão; Unidade: uT ou NTU COR Conceito: Responsável pela coloração na água; Responsável: Sólidos dissolvidos; Origem: - Natural: Decomposição de matéria orgânica, ferro e manganês; - Antropogênica: Despejos domésticos e industriais (Ex.: Tinturaria, produção de papel); Unidade: uC ou PtCo TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Parâmetro da Qualidade da Água Parâmetros Físicos SABOR E ODOR Conceito: Sabor é interação entre o gosto (salgado, doce, azedo e amargo) e o odor que é a sensação olfativa; Responsável: Sólidos em suspensão, sólidos dissolvidos, gases dissolvidos; Origem: Natural: Matéria orgânica em decomposição, microrganismos (algas); Antropogênica: Despejos domésticos, industriais, gases dissolvidos (H2S); TEMPERATURA Conceito: Medição da intensidade de calor; Origem: - Natural: Transferência de calor por radiação; - Antropogênica: Despejos industriais (Ex.: Água de torre de resfriamento); Unidade: oC TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Parâmetro da Qualidade da Água Parâmetros Químicos pH Conceito: Representa a concentração de íons H+ dando indicação sobre a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade da água; Responsável: Sólidos dissolvidos, gases dissolvidos (CO2); Origem: Natural: Dissolução de rochas, oxidação da matéria orgânica e fotossíntese; Antropogênica: Despejos domésticos, industriais; ALCALINIDADE Conceito: Quantidade de íons na água que reagirão para neutralizar os íons hidrogênio, ou seja, é a capacidade da água de neutralizar ácidos. Origem: - Natural: Dissolução rochas calcáreas; - Antropogênica: Despejos industriais; Unidade: mg/L CaCO3 TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Parâmetro da Qualidade da Água Parâmetros Químicos ACIDEZ Conceito: Capacidade da água em resistir às mudanças de pH; Responsável: Sólidos dissolvidos, gases dissolvidos (CO2, H2S); Origem: Natural: Oxidação de matéria orgânica, CO2 absorvido da atmosfera; Antropogênica: Despejos domésticos, industriais (ácidos minerais – Ác. Sulfúrico Ác. Cloridríco); Unidade: mg/L CaCO3 DUREZA Conceito: Concentração de cátions polivalentes presentes na água, os cátions mais frequentes associados a dureza são Ca e Mg Origem: - Natural: Dissolução de minerais contendo cálcio e magnésio (Ex.: Rochas calcáreas); - Antropogênica: Despejos industriais; Unidade: mg/L CaCO3 TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Parâmetro da Qualidade da Água Parâmetros Químicos NITROGÊNIO Conceito: No meio aquático está presente na forma de N2, NH3, NO2 - e NO3 - Responsável: Sólidos em suspensão e dissolvidos; Origem: Natural: Constituintes de proteínas e vários outros compostos biológicos; Antropogênica: Despejos domésticos, industriais, fertilizantes; Unidade: mg/L FERRO E MANGANÊS Conceito: Estão presentes na água nas formas insolúveis (Fe3+ e Mn4+) e solúveis (Fe2+ e Mn2+); Responsável: Sólidos dissolvidos ou em suspensão; Origem: - Natural: Dissolução de compostos do solo; - Antropogênica: Despejos industriais; Unidade: mg/L TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Parâmetro da Qualidade da Água Parâmetros Biológicos Conceito: As características biológicas da água são usadas para descrever a presença de organismos microbiológicos e elementos patogênicos transmitidos pela água. Responsável: Bactérias (Echerichia Coli), Virus (Hepatite A), Protozoário (Giardia),Helminto (Taenia Soliun, Ascaris Lumbricoides); Origem: Despejos domésticos, industriais; Unidade: NMP Importância: Esses microrganismos são patogênicos, podendo provocar doenças. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Parâmetro da Qualidade da Água Parâmetros Biológicos Coliformes: Os coliformes são bactérias que normalmente habitam os intestinos dos animais superiores. A sua presença indica contaminação da água por esgotos domésticos. O exame de coliformes é empregado para controle de sistema de abastecimento de água, assim determina a eficiência do tratamento, ou seja, é um parâmetro de qualidade. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Escolha do Manancial A escolha do manancial constitui decisão de maior importância e responsabilidade de um projeto de abastecimento de água. Deve-se levantar todas as alternativas possíveis técnicas e econômicas. Mananciais próximos; Mais caudalosos; Capaz de atender à demanda por maior tempo; Mananciais com melhor qualidade; Menos sujeito a poluição. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Eutrofização Definição. Fenômeno causado pelo excesso de nutrientes (compostos químicos ricos em fósforo ou nitrogênio) numa massa de água, provocando um aumento excessivo de alga. Origem Processo normalmente de origem antrópica (provocado pelo homem), raramente de ordem natural, Tendo como princípio básico a gradativa concentração de matéria orgânica acumulada nos ambientes aquáticos. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Eutrofização Fontes Entre os fatores impactantes, contribuindo com a crescente taxa de poluição neste ecossistema, estão: Os dejetos domésticos (esgoto); Fertilizantes agrícolas e efluentes industriais. Diretamente despejados ou percolados em direção aos cursos hídricos (rios e lagos, por exemplo). TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Excesso de Nutrientes Aumento da Biomassa ou Organismos Decompositores Redução do O2 (Aeração) Morte dos Organismos Aumento de DBO Condição Anaeróbia Predomina: Bactérias Anaeróbias Bactérias Facultativas Ocorrências de Algas Ocorrências de Macrófitas Eutrofização TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Laboratório É importante que os projetos de estações de tratamento de água seja precedidos por experiências e ensaios de laboratórios. Esses recursos permitem: melhorar tecnicamente os projetos reduzir custos; oferece maior segurança para soluções adotadas. Instalação de Piloto Importante para projetos de tratamento de água em que não exista experiência prévia com o tipo de água a ser tratada, justificando a aplicação de instalações experimentais em escala que reproduzem os processos e as futuras unidades de tratamento, possibilitando a obtenção de parâmetros mais vantajosos, contribuindo para o “afinamento” do projeto. VIDEO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Localização das Estações de Tratamento A localização de uma estação de tratamento, entre o ponto de captação e a área urbana a ser abastecida, é estabelecida após ponderação de diversos fatores: Facilidade de acesso e transporte; Disponibilidade de energia elétrica; Facilidade para afastamento de águas de lavagem; Disponibilidade de terreno com área suficiênte para ampliações futuras; Cota topográfica favorável para adução; Condições topográficas e geologia favorável; Condições de vizinhança. A proximidade da área urbanas apresenta certas vantagens : Facilidade de transporte para operadores; Melhores condições para controle operacional; Maiores disponibilidade de recursos (produtos químicos, energia elétrica, etc. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Considerações de Estações de Tratamento de Água Uma instalação para ser considerada satisfatória deverá apresentar as seguintes características: Ter eficiência; Ter operação econômica; Ser simples e de operação fácil; Ser fácil de manutenção; Apresentar facilidades para reparos e reposição de partes; Ser duradoura. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Captação de Água A captação é a primeira unidade do sistema de abastecimento de água. A concepção de uma unidade de captação deve considerar que não são admissíveis interrupções em seu funcionamento. A concepção e a escolha do local de captação da água devem: Assegurar condições de fácil entrada da água em qualquer época do ano; Assegurar, tanto quanto possível, a melhor qualidade da água do manancial; Garantir o funcionamento e a proteção contra danos e obstruções; Favorecer a economia das instalações; Facilitar a operação e manutenção ao longo do tempo; Planejar com cuidado a execução de estruturas junto ou dentro da água, já que sua ampliação é geralmente muito trabalhosa; Prever proteção contra inundação. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Fazem Parte de Uma Estação de Captação de Água Gradeamento: Para reter galhos, folhas raízes, aguapés e outros resíduos. Caixa de Areia: Remover o máximo possível de areia e outras partículas que possam sedimentar como o objetivo de preservar o sistema de bombeamento. Poço de Sucção: Tem o objetivo de equalizar e por intermédio de bombas é realizado o recalque da água bruta até a unidade de tratamento (ETA). VIDEO VIDEO BOMBAS MANANCIAL ADUTORA CASA DE BOMBAS GRADEAMENTO e CAIXA DE AREAIA TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Dimencionamento – Captação de Água Bruta Qmed : Vazão média anual (L/s) P : População da área abastecida (hab) Q : Consumo médio diário per capta ( L/hab.d) Qa : Vazão de Captação/Adução (L/s) K1 : Coeficiente do dia de maior consumo = 1,2 PEETA : Perda no Processo Pot: Potência (kW) Hman : Altura Manométrica (m) ɣ : Peso específico da água (N/m3) T : Horas de funcionamento da bomba por dia ƞ : Rendimento (%) Qmed = P . q 86400 Qa = Qmed . k1 . PEETA Pot = Qa . Hman . ɣ Dr = 1,3 . 4 . Qa T 24 Dr = 1,3 . Qa Adução Continua TRATAMENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS Coeficiente do Dia de Maior Consumo 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 1 31 61 91 121 151 181 211 241 271 301 331 365 Vazão (L/s) k1 = Vazão média do dia de maior consumo vazão média diária anual TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO ATIVIDADE 01
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