Aula 4 Tratamento de água 1S2018

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Aula 4: 
Química das Águas 
Parte 3a 
 Purificação de águas 
Tratamento de água para abastecimento 
QUI 163 Química Ambiental (2018/1) 
Departamento de Química – UFJF 
www.ufjf.br/baccan 
Náira da S. C. Almeida; Prof. Rafael Sousa 
Abril, 2018 
 
Água: Bem Vital 
Recapitulando... 
IMPORTÂNCIA DA QUALIDADE DA 
ÁGUA 
2 https://pt.dreamstime.com/ilustra%C3%A7%C3%A3o-stock-%C3%A1gua-e-corpo-humano-
infographic-image72320071, acessado 03-04-18 
DISCUSSÃO DA TAREFA... 
3 
Aula passada... 
Tratamento da água e história 
4 
Grupos nômades 
Estabelecimento de morada fixa 
Aumento populacional 
Revolução Industrial 
 
 Primeira ETA: Londres em 1829 
 Sistemas de esgotos subterrâneos: Hamburgo em 1843 
Água: “CRISE” e sociedade 
5 
6 
Água: “CRISE” e sociedade 
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Toda água precisa ser tratada? 
Qualidade 
depende da 
finalidade 
 Fontes de água para abastecimento: 
 → Águas subterrâneas 
 → Águas superficiais 
 
 Fontes Potáveis: processo de desinfecção 
 Fontes não Potáveis: Estação de Tratamento de Água (ETA) 
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ETA: Estação de Tratamento de Água 
 Principais objetivos: 
 - A remoção de material particulado, bactérias e algas 
 - Remoção da matéria orgânica dissolvida 
 - Remoção ou destruição de organismos patogênicos 
Os processos envolvidos podem sofrer 
variações dependendo da fonte de água 
e dos padrões de qualidade a serem 
alcançados 
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ETA: Esquema Simplificado 
http://site.sabesp.com.br/site/interna/Default.aspx?secaoId=47, acessado 03-04-18 
Represa 
Captação e 
Bombeamento 
Cloração 
Fluoretação 
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ETA: Etapas do Tratamento 
 Após a captação, a água é bombeada 
com vazões controladas até as 
estações de tratamento da água 
 A água passa por um sistema de 
grades que impede a entrada de 
elementos macroscópicos, como 
folhas, galhos e outros detritos 
02-Captação e 
Bombeamento 
 
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http://site.sabesp.com.br/site/interna/Default.aspx?secaoId=47; Lima et al. Quim. Nova, Vol. 38, No. 3, 309-315, 2015 
03-Pré-cloração 
Pré-Alcalinização 
Coagulação 
 
 Pré-Cloração: ETAPA EM, DESUSO. Adição de cloro assim que a água 
chega à estação para facilitar a retirada de matéria orgânica, metais 
e destruição de micro-organismos. 
 Matéria Orgânica pode reagir com CLORO formando 
TRIHALOMETANOS (THM) CHX3 (X = Cl, Br) 
 
 SISTEMA NERVOSO CENTRAL, RINS, FÍGADO 
 CARCINOGÊNICOS, TERATOGÊNICOS E ABORTIVOS... 
Etapas do Tratamento - Clarificação 
CLORAÇÃO não é recomendada NESTA FASE! 
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03-Pré-cloração 
Pré-Alcalinização 
Coagulação 
 
 Pré-Alcalinização: Adição de cal (CaO) ou “soda” à água para ajustar o 
pH aos valores exigidos para as fases seguintes do tratamento 
(coagulação e floculação) 
Etapas do Tratamento - Clarificação 
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Pré-Alcalinização 
Coagulação 
 
 Ex.: Al2(SO4)3, sais de ferro (III), polímeros 
orgânicos 
 
 
 Coagulação: adição de um COAGULANTE 
seguido de agitação violenta da água para 
provocar a desestabilização das partículas de 
sujeira, facilitando sua agregação 
Al2(SO4)3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 6H
+ + 3SO4
2- 
 
 Os hidróxidos gelatinosos insolúveis 
formados vão encapsular as 
partículas suspensas na água 
Etapas do Tratamento - Clarificação 
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CLARIFICAÇÃO: 
04-Floculação 
05-Decantação 
06-Filtração 
 04-FLOCULAÇÃO: Em tanques menores, 
válvulas provocam uma suave turbulência 
na água 
  as partículas de sujeira desestabilizadas 
pela coagulação colidem umas com as 
outras e vão se unindo, formando flocos 
maiores 
Etapas do Tratamento - Clarificação 
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CLARIFICAÇÃO: 
04-Floculação 
05-Decantação 
06-Filtração 
05-DECANTAÇÃO: É um processo de separação física das partículas em 
suspensão, clarificando a água e reduzindo em grande porcentagem as impurezas 
Duração ~3h 
Material sedimentado: LODO 
 
 Matéria orgânica, hidróxido de 
alumínio, “impurezas” 
 
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE 
SÓLIDOS 
Etapas do Tratamento - Clarificação 
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CLARIFICAÇÃO: 
04-Floculação 
05-Decantação 
06-Filtração 
06-FILTRAÇÃO: A água passa 
por várias camadas filtrantes, 
onde ficam retidas as 
partículas não decantadas e 
substâncias solúveis 
(adsorção em carvão) 
 
Etapas do Tratamento - Clarificação 
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07-DESINFECÇÃO: 
Cloração 
Fluoretação 
 Eliminação dos micro-organismos não eliminados nas etapas anteriores 
 Processos: 
 
 Cl2 ou Solução de Hipoclorito 
 
 Cloraminas 
 Ozônio 
 Radiação UV 
 A formação de THM deve ser evitada... 
Etapas do Tratamento - Desinfecção 
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07-DESINFECÇÃO: 
Cloração 
Fluoretação 
 Cl2 
 
 
Forma gasosa: desvantagens! 
Cl2(g) + 2H2O → HOCl + H3O
+ + Cl- 
 
HOCl + H2O H3O
+ + OCl- 
 NaOCl e Ca(OCl)2 
 
 
 
Método confiável, seguro, simples e de baixo custo! 
NaOCl + H2O HOCl + Na
+ + OH- 
 
Ca(OCl)2 + 2H2O 2HOCl + Ca
2+ + 2OH- 
Etapas do Tratamento - Desinfecção 
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DINÂMICA DE SALA DE AULA: 
Pesquisar e apresentar o princípio básico da desinfecção com: 
 
 Cloraminas 
 Ozônio 
 Radiação UV 
Etapas do Tratamento - Desinfecção 
REGRAS: 
 
 Divisão em grupos 
 Usar livro texto e internet 
 Tempo para pesquisa : 15 min 
 Tempo para apresentação (lousa/ oral): 5 min 
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07-DESINFECÇÃO: 
Cloração 
Fluoretação 
 FLUORETAÇÃO: 
 
Etapa adicional para prevenção de cáries dentárias 
 
Etapa considerada polêmica… e não é mais utilizada em alguns países 
desenvolvidos como os europeus 
Fluoreto de Cálcio (CaF2), Fluoreto de Sódio (NaF), 
ácido Fluorsilícico (H2SiF6) e Fluorsilicato de Sódio (Na2SiF6) 
Etapas do Tratamento - Desinfecção 
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Determinações físico-
químicas e 
microbiológicas para 
atestar a QUALIDADE 
da água 
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Etapas do Tratamento – Monitoração! 
VISUALIZANDO NA “PRÁTICA” 
 
FILME CESAMA... 
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ETA: e o LODO ? 
 
 Encaminhado para a desidratação-estabilização química e microbiológica 
 
  Secagem: pode ser realizada por evaporação em leitos, uso de filtros prensa, etc 
Onde pode ser reutilizado? 
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- Fabricação de cimentos 
- Fabricação de tijolos 
- Cultivo de grama comercial 
- Compostagem 
- Construção civil, ... 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
Rocha, J.C.; Rosa, A.H.; Cardoso, A.A. Introdução à Química Ambiental. 
Editora Bookman, 2004. 
 
Nascentes, C.C.; Costa, L.M. Apostila de Química Ambiental, UFMG, 2011. 
 
Von Sperling, M. Introdução à Qualidade das Águas e ao Tratamento de 
Esgotos. Editora UFMG, Belo Horizonte, 1996.