07 - Saneamento - abastecimento público VI

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Saneamento – Abastecimento 
público VI 
Prof. MSc Cleber Albuquerque 
Etapas Tratamento Convencional de Água 
Manancial 
Coagulação 
Floculação 
Sedimentação 
Filtração 
Desinfecção 
Fluoretação 
Correção de pH 
Água final 
Agente oxidante 
CAP (Carvão ativado em pó) 
Coagulante 
Alcalinizante 
 Agente oxidante 
Polímero 
Polímero / Agente oxidante 
Agente oxidante 
Flúor 
Alcalinizante 
Flotação 
Desinfecção - Objetivos 
Eliminar, de modo econômico, os microrganismos 
patogênicos presentes na fase líquida. 
• Caráter corretivo: 
• Eliminação de organismos patogênicos (bactérias, protozoários, vírus) 
 
• Caráter preventivo: 
• Manter um residual para casos de eventual contaminação na rede de 
distribuição 
Agentes desinfetantes 
Agentes físicos 
 
• Temperatura 
• Radiação 
• Filtração 
Agentes químicos 
 
• Fenóis 
• Álcoois 
• Halogênios 
• Metais pesados 
• Ácidos e bases 
5 
Principais características de 
agentes desinfetantes 
Destruírem, em tempo razoável, os organismos patogênicos 
 
Solubilidade e Estabilidade 
 
Não serem tóxicos ao ser humano e animais 
 
Não causarem odor e sabor na água nas dosagens usuais 
 
Ausência de combinação com material orgânico estranho 
Principais características de 
agentes desinfetantes 
Apresentar toxicidade para os microrganismos em temperatura 
ambiente 
Ausência de poderes corrosivos e tintoriais 
Disponibilidade e custo acessível 
Produzirem residual persistente na água 
 
Terem a sua concentração na água determinada de forma rápida e 
precisa por meio de método simples 
Principais agentes desinfetantes 
usados em ETAs 
•Cloro (Cloro gasoso, Hipoclorito de Sódio e 
Hipoclorito de cálcio) 
 
•Cloraminas (Cloro + Amônia) Dióxido de cloro 
•Ozônio 
•Radiação Ultra-Violeta 
Modo de ação dos agentes desinfetantes 
9 
 
Destruição da 
estrutura celular 
Alteração da 
permeabilidade 
celular 
Inibição do 
metabolismo com 
inativação de 
enzimas 
Alterações das 
moléculas de 
proteínas e de 
ácidos nucléicos 
Eficácia do processo de 
desinfecção 
Tempo de contato com a água 
 
Dosagem 
 
Tipo de agente químico 
 
Intensidade e natureza do agente físico 
usado como desinfetante 
 
Tipo de organismos 
10 
Eficácia do processo de 
desinfecção 
Avaliação do processo: 
• Monitoramento da concentração de microrganismos 
patogênicos 
• Monitoramento da concentração de microrganismos 
indicadores 
Necessidade de determinação em laboratório do tipo de 
organismos e da qualidade da água bruta (potencial para 
formação de subprodutos e riscos sanitários) 
Microrganismos 
indicadores 
Coliformes totais 
Coliformes fecais ou termotolerantes 
Contagem de bactérias heterotróficas 
Padrão microbiológico para 
tratamento de água 
Parâmetro Valor Mais Provável 
Água para consumo humano 
Coliformes termotolerantes Ausência em 100 ml 
Água na saída do tratamento 
Coliformes totais Ausência em 100 ml 
Água tratada no sistema de distribuição (Reservatórios e Rede) 
Coliformes termotolerantes Ausência em 100 ml 
 
 
 
Coliformes totais 
Sistemas que analisam 40 ou mais amostras por 
mês: 
Ausência em 100 ml em 95% das amostras 
examinadas no mês 
Sistemas que analisam menos de 40 amostras 
por mês: 
Apenas uma amostra poderá apresentar 
mensalmente resultado positivo em 100 ml 
Aplicação de cloro - 
funções 
• Oxidação de compostos inorgânicos (Fe+2 e Mn+2) 
• Desinfecção 
• Remoção de cor real 
• Controle de gosto e odor em águas de abastecimento 
• Oxidação de compostos orgânicos sintéticos 
• Auxiliar do processo de coagulação e floculação 
• Controle microbiológico das unidades componentes das ETAs 
Desinfecção por cloro 
Vantagens: 
 
• É facilmente disponível como gás, líquido ou sólido 
(hipoclorito) 
• É economicamente viável 
• Facilidade de aplicação devido à elevada solubilidade 
• Deixa residual em solução, de concentração facilmente 
determinável, protegendo o sistema de distribuição 
• É capaz de destruir a maioria dos microrganismos 
patogênicos 
Desinfecção por cloro 
Desvantagens: 
 
• É um gás venenoso e corrosivo 
• Reque cuidado no manejo 
• Pode estar relacionado ao desenvolvimento de sabor e odor 
na presença de fenóis 
• A cloração de águas contendo matéria orgânica natural 
(MON) favorece a formação de trihalometanos (THMs) e 
outros subprodutos da desinfecção. 
Aplicação de cloro – dosagens 
típicas 
Aplicação Dosagem típica pH ótimo Tempo de 
Reação 
Efetividade 
Oxidação de 
ferro 
0,62 mg/mg Fe 7,0 < 1,0 hora Bom 
Oxidação de 
manganês 
0,77 mg/mg Mn 7,5 a 8,5 
9,5 
1 a 3 horas 
Minutos 
Razoável, 
função do 
pH 
Controle de 
biofilmes 
1 mg/l a 2 mg/l 6,0 a 8,0 Não 
Disponível 
Bom 
Controle de 
gosto e odor 
Variável 6,0 a 8,0 Variável Variável 
Remoção de cor Variável 4,0 a 7,0 Minutos Bom 
Aplicação de cloro - métodos 
 
Cloro gasoso (Líquido – Gás) 
 
Hipoclorito de sódio (Solução 
líquida) 
 
Hipoclorito de cálcio (Sólido) 
Capacidade de uma instalação 
de cloração 
A capacidade de uma instalação de cloração é definida pela vazão 
máxima de água a ser tratada e das dosagens de cloro requerido 
para a desinfecção 
Pode ser calculada por: 
em que: 
C = capacidade (kg/dia) 
Q = Vazão máxima da estação (m³/dia) 
D = dosagem máxima esperada de cloro (mg/L) 
C  
Q  D 
1000 
Subprodutos da cloração 
• THM → descoberto em 1970: motivou a busca por 
desinfetantes alternativos 
• Halocetonitrilas 
• Halocetonas 
• Ácidos haloacéticos 
• Clorofenóis 
Potencialmente prejudiciais à saúde pública 
20 
Tratamento de água para 
remoção de THMs 
Processos mais utilizados: 
 
• Aeração 
• Carvão ativado em pó 
• Remoção dos compostos precursores (MON) antes da 
reação com cloro 
Métodos de cloração: 
A desinfecção pode ser realizada por um dos três métodos: 
 
• Cloração simples 
• Cloração ao “break-point” (oxidação tanto da matéria 
orgânica quanto das cloraminas formadas) 
• Amônia-cloração 
 
 
Portaria 2914: 
Assegurar que a água fornecida contenha um teor mínimo de 
cloro residual livre de 0,2 mg/L ou 2 mg/L de cloro residual 
combinado ou 0,2 mg/L de dióxido de cloro (reservatório e rede) 
Métodos de cloração: 
Cloração simples: 
 
• Uso mais generalizado 
 
• Não há preocupação de satisfazer a demanda de cloro na 
água; 
 
• Em águas não muito poluída: após 20 minutos de contato o 
cloro residual livre situa-se entre 0,1 e 0,2 mg/L 
Métodos de cloração: 
Cloração ao break-point: 
 
• Utilizado em casos de águas muito poluídas, nas quais a 
cloração simples seria ineficaz, uma vez que o cloro residual 
seria rapidamente consumido. 
 
• Reações entre cloro dosado e nitrogênio amoniacal presente 
depende do pH, temperatura e tempo de reação 
Desinfecção por cloraminas 
• Pré-cloração + aplicação de um sal de amônia ou solução de 
amônia: reação entre cloro e amônia resulta nas cloraminas 
 
• Dependendo do pH, cloro e nitrogênio, podem ser formadas 
monocloraminas (NH2Cl), dicloraminas (NHCl2) ou 
tricloraminas (NCl3) 
 
• Dicloramina tem maior poder que a monocloramina. A 
Tricloramina não tem poder desinfetante. 
 
• Menor poder de desinfecção que o cloro livre, mas 
minimizam a formação de compostos organoclorados 
Desinfecção por cloraminas 
Vantagens: 
 
• São menos reativas com a matéria orgânica do que o cloro 
(minimiza a formação detrihalometanos e ácidos 
haloacéticos) 
• São de fácil obtenção e baixo custo 
• Minimizam o surgimento de problemas de gosto e odor 
Desinfecção por cloraminas 
Desvantagens: 
 
• Têm menor poder de desinfecção que o cloro, ozônio e o 
dióxido de cloro 
• Tempo de contato para controle bacteriológico deve ser 
muito longo 
• Não oxidam ferro, manganês e sulfitos 
• Devem ser produzidas “in situ” (adição sequencial ou 
simultânea de cloro e amônia) 
Desinfecção por dióxido de 
cloro 
Vantagens: 
 
• Possui maior estabilidade em soluções aquosas 
• Hidrolisa compostos fenólicos (diminuindo a possibilidade 
de sabores e odores) 
• Reage em menor intensidade com a matéria orgânica 
Desinfecção por dióxido de 
cloro 
Desvantagens: 
 
• Produz subprodutos, como cloritos e cloratos, cujos padrões 
de potabilidade brasileiros são 0,2 mg/L 
• Altos custos do monitoramento de cloritos e cloratos 
• A luz solar decompõe o dióxido de cloro 
• Pode produzir odores repulsivos em alguns sistemas 
• O ozônio é uma forma alotrópica do oxigênio, onde 3 átomos de 
elemento oxigênio combinam-se formando o O3 
• Utilizado inicialmente na Holanda em 1893 
• Pouco usado no Brasil 
• Dosagens usuais: 0,3 a 2,0 mg/L 
Desinfecção por Ozônio 
30 
Desinfecção por Ozônio 
Aspectos gerais: 
 
• Composto instável: produzido no local (descargas elétricas 
na presença de O2) 
• Muito volátil: decompõe com rapidez 
• É um poderoso oxidante, apresentando ação desinfetante 
mais intensa e mais rápida do que o cloro 
• Redutor de odor, gosto, ferro e manganês 
• Destrói fenóis, detergentes e pigmentos coloridos 
• Amplamente utilizado na Europa 
Desinfecção por Ozônio 
Vantagens: 
 
• Redução de odor, gosto e cor 
• Poderoso oxidante (atuação rápida sobre a matéria 
orgânica) 
• Ação desinfetante para uma ampla gama de pH 
• Ação bactericida 300 a 3000 vezes mais rápida do que a do 
cloro, para o mesmo tempo de contato 
• Superdosagem não acarreta perigo 
• Tem rápida ação desinfetante (5 a 10 minutos são 
suficientes) 
Desinfecção por Ozônio 
Desvantagens: 
 
• Não tem ação residual (não atua na desinfecção na rede de 
distribuição de água) 
• Gasto com energia elétrica de 10 a 15 vezes maior que o 
gasto com cloro 
• É um gás venenoso na atmosfera, o que exige mão de obra 
especializada para a sua manipulação. 
Desinfecção por radiação Ultra-
violeta Aspectos gerais: 
 
• Comprimentos mais efetivos para desinfecção: entre 200 e 
300 nm (radiações UVB e UVC) 
• Luz ultravioleta: produzida por lâmpadas de vapores de 
mercúrio com bulbo de quartzo 
• Também é eficiente na desinfecção de esgotos sanitários 
• Descoberta em 1877 
Desinfecção por radiação Ultra-
violeta 
Mecanismo de inativação dos microrganismos: 
 
• Ocorre quando a radiação UV penetra a parece celular e é 
absorvida pelos ácidos nucléicos e, em menor extensão, 
pelas proteínas e outras moléculas biologicamente 
importantes 
• Com a destruição do DNA não há a possibilidade de 
(ocorre, no entanto, reprodução dos microrganismos 
processos de reativação) 
Desinfecção por radiação Ultra-
violeta 
Vantagens: 
 
• Não se introduz material na água, portanto, suas 
características físico-químicas não se alteram 
 
• Período de contato ou tempo de exposição pequeno (de 10 
a 20 s) 
 
• A superdosagem não possui efeito nocivo 
Desinfecção por radiação Ultra-
violeta 
Desvantagens: 
 
• Vírus são menos suscetíveis do que as bactérias 
• Não há ação residual 
• Material e energia de custo elevado 
• Problemas de manutenção 
• Não se determina rapidamente a eficiência do processo 
• Pode requerer a dosagem de um agente de desinfecção com 
ação residual 
Desinfecção por radiação Ultra-
violeta 
Formas de utilização: 
 
• Lâmpadas imersas no líquido 
 
• Lâmpadas instaladas sobre o líquido 
 
• Lâmpadas instaladas externamente a tubos transparentes à 
radiação ultravioleta 
Desinfecção por radiação Ultra-
violeta 
Parâmetros de projeto 
 
• O grau de destruição ou inativação dos microrganismos 
depende da dose de radiação; 
• A dose depende da intensidade da radiação UV e do tempo de 
exposição; 
D = I . t 
Em que: 
D = dose de radiação UV (mW.s/cm2 ou mJ/cm2); 
I = Intensidade da radiação (mW/cm2) 
t = tempo de exposição (s), 
Desinfecção por radiação Ultra-
violeta 
40 
Desgastes das lâmpadas 
 
• Com o uso, há uma tendência da intensidade da lâmpada 
diminuir; 
• Isto resulta na redução da intensidade de radiação UV; 
• Este processo é conhecido como desgaste; 
• O desgaste das lâmpadas de UV com o tempo é influenciado: 
• Pelos ciclos de acionamento e desligamento; 
• Pela potência aplicada por unidade de comprimento da lâmpada. 
• Portaria 2914: 
 
•Deverá ser adicionado cloro ou dióxido de cloro de 
forma a manter residual mínimo no sistema de 
reservação e distribuição 
 
 
•Assegurar que a água fornecida contenha um teor 
mínimo de cloro residual livre de 0,2 mg/L ou 2 mg/L 
de cloro residual combinado ou 0,2 mg/L de dióxido 
de cloro (reservatório e rede) 
Desinfecção por ozônio e radiação 
Ultra-violeta 
Desinfecção por permanganato 
de potássio 
Vantagens: 
 
• Oxidante eficiente para o controle de sabor e odor da água 
• Oxida uma grande variedade de compostos orgânicos e 
inorgânicos (principalmente Fe e Mn) 
• Utilizado no controle de algas em decantadores 
Desinfecção por permanganato 
de potássio 
Desvantagens: 
 
• Altas doses tem elevados custos 
 
• Resíduos de KMnO4 deixam a água rosada 
 
• Não há estudos sobre a formação de subprodutos 
Formas de aplicação dos 
desinfetantes 
Cloro livre, cloro 
combinado e o 
dióxido de cloro 
• Tanques de contato 
(com chincanas ou 
em serpentinas) 
Ozônio 
• Borbulhamento em 
câmaras 
Luz UV 
• Reatores específicos 
(tempo de contato 
muito curto) 
Formas de aplicação dos 
desinfetantes 
Cloradores: 
 
• Por aplicação direta sob pressão 
• O cloro é aplicado diretamente, aproveitando a pressão 
dos cilindros 
 
• Solução a vácuo 
• Forma mais usada, o cloro é previamente dissolvido em 
uma corrente auxiliar de água por meio de um injetor e 
distribuído por meio de vácuo (produzido pelo injetor) 
Formas de aplicação dos 
desinfetantes 
Cloro livre, cloro combinado e o 
dióxido de cloro 
Formas de aplicação dos desinfetantes 
Ozônio 
47 
Formas de aplicação dos desinfetantes 
Luz UV 
48 
Fluoretação - Definição 
Etapa do tratamento de água com a finalidade de adicionar 
produtos com flúor necessários para a prevenção de 
problemas odontológicos. 
50 
Fluoretação - Histórico 
Histórico 
 
• 1916 – flúor natural em águas para abastecimento publico 
provocando manchas nos dentes (fluorose) 
 
• 1931 – apesar da fluorose, o flúor diminuía a incidência de 
cáries. 
 
• Flúor natural > 1,5 mg/L: aumento proporcional da fluorose, para 
praticamente a mesma redução de cárie; 
• Flúor natural ~ 1,0 mg/L: eficiência na redução de cárie, com incidência 
mínima de fluorose; 
• Flúor natural < 1,0 mg/L: aumento da incidência de cáries. 
Fluoretação - Histórico 
- primeira cidade com água fluoretada • 1945 – EUA 
artificialmente. 
• 1953 – Baixo Guandu (ES), primeira cidade brasileira com 
fluoretação artificial. 
 
• Julho de 1969 – A OMS declara-se favorável a fluoretação 
 
• 24 de Maio de 1974 – decreto – lei 6050 torna-se obrigatória a 
fluoretação no Brasil, regulamentada pelo decreto federal 
76.872 de 22/12/1975. da incidênciade cáries. 
Aplicação do fluoreto em 
ETAs 
Compostos utilizados: 
 
• Fluoreto de Sódio (NaF) 
• Fluoreto de Cálcio (CaF2) 
• Fluossilicato de sódio (Na2SiF6) 
• Ácido Fluossilícico (H2SiF6) 
Aplicação do fluoreto em 
ETAs 
Dosagem de flúor 
 
• Necessário determinar a concentração natural de flúor no 
manancial 
 
• Maiores concentrações são encontradas em águas 
subterrâneas profundas do que em águas superficiais 
 
• Concentração ótima na faixa de 1,0 mg/L 
Aplicação do fluoreto em ETAs 
Norma brasileira (Portaria 2914) : valor máximo de 1,5 mg/L de fluoreto 
Aplicação do fluoreto em 
ETAs 
Compostos  
 
Características  
Fluossilicato 
de Sódio 
(Na2SiF6) 
Fluoreto de 
Sódio (NaF) 
Fluoreto de 
Cálcio (CaF2) 
Ácido 
Fluossilícico 
H2SiF6 
Forma pó pó pó líquido 
Peso Molecular (g) 188,05 42,00 78,08 144,08 
% Pureza (comercial) 98,5 90-98 85-98 22-30 
% Fluoreto (composto 
100% puro) 
60,7 45,25 48,8 79,02 
Densidade (Kg/m3) 881-1153 1041-1442 1618 1,25(Kg/L) 
Solubilidade a 25C 
(g/100gH2O) 
0,762 4,05 0,0016 infinita 
pH solução saturada 3,5 7,6 6,7 1,2 (sol. 1%) 
Fluoretação 
57 
Dúvidas quanto à aplicação do 
fluoreto em ETAs 
Argumentos favoráveis à aplicação: 
 
• Indicação de redução de 60 a 70% da incidência de cáries em 
crianças 
 
• Forma de atingir a população mais carente, com difícil acesso a 
dentistas, boa alimentação e informação 
 
• Dosagem controlada evita a incidência de fluorose 
Dúvidas quanto à aplicação do 
fluoreto em ETAs 
Argumentos desfavoráveis à aplicação: 
 
• Flúor afeta o sistema digestivo, cardiovascular, respiratório e 
nervoso 
 
• Flúor pode provocar fluorose óssea, sendo possível indutor de 
câncer ósseo 
Técnicas de tratamento de 
água 
Clarificação: 
• Destinada a remover sólidos presentes na água. Esta etapa ocorre nos 
decantadores, flotadores e filtros. 
 
Desinfecção: 
• Destinada a inativar microrganismos patogênicos 
 
Fluoretação: 
• Para prevenção de problemas odontológicos 
 
Estabilização química: 
• Para controle da corrosão e da incrustação da água nas tubulações, 
concreto, etc. Trata-se de uma preocupação econômica com a 
integridade das instalações domiciliares e do sistema de distribuição 
Subprodutos da desinfecção 
10 
 
5 
 
0 
15 
20 
25 
30 
1900 1910 1920 1930 1940 1970 1980 1990 2000 1950 1960 
Ano 
T
a
x
a
 d
e
 m
o
rt
a
li
d
a
d
e
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o
r 
1
0
0
.0
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0
 h
a
b
it
a
n
te
s
 
Início do processo 
de cloração 
Identificação dos DBP’s 
Protozoários 
resistentes a ação 
dos agentes 
desinfetantes 
convencionais 
Taxa de mortalidade de febre tifóide nos Estados Unidos da América 
Fonte: Jacangelo, M. (2001) 
Processos de adsorção 
62 
Processo de adsorção 
Utilizados para remover constituintes orgânicos e inorgânicos da 
água 
 
• Exemplo: carvão ativado granular (CAG) e carvão ativado em 
pó (CAP) 
• Remoção de compostos orgânicos causadores de sabor e 
odor em águas de abastecimento 
Processo de adsorção 
Processo pelo qual as moléculas são transferidas de uma 
corrente fluida e concentradas sobre uma superfície sólida por 
meio de forças físicas 
 
• Atração física: forças de van der Walls (nível molecular) 
• Quanto mais hidrofóbico for o composto, maior o potencial 
de adsorção 
 
Eficiência do processo: 
 
• Relacionada com a área superficial – local onde ocorre o 
processo de adsorção 
Processo de adsorção 
Tipos de adsorventes 
 
• Adsorvente mais aplicado: carvão ativado (granular ou em 
pó) 
• Hidróxido férrico granular também apresenta características 
de adsorção (remoção de arsênio e selênio) 
Processo de adsorção 
Local de aplicação: 
 
• Em camadas do leito filtrante 
• Adicionado à água bruta antes da unidade de mistura rápida 
ou na entrada do filtro antes da filtração em areia (depende 
das etapas do tratamento) 
Pode interferir com a pré-oxidação 
e/ou processo de coagulação 
Sistemas de separação por membranas 
67 
Processos de separação por 
membranas 
10 
Utilização de membranas semipermeáveis para separação de 
contaminantes na água 
 
Possibilitam a separação dos seguintes contaminantes: 
 
• Sólidos em suspensão, inclusive colóides 
• Bactérias e vírus 
• Compostos orgânicos dissolvidos 
• Substâncias inorgânicas dissolvidas 
Processos de separação por 
membranas 
Conforme o tamanho do poro da membrana descresce, a pressão 
“transmembrana” aumenta 
Princípio de funcionamento: água bombeada sob pressão através de uma 
membrana semipermeável 
Processos de separação por 
membranas 
Seleção do tipo de membrana: depende dos constituintes que 
serão removidos 
• Microfiltração (MF) 
• Ultrafiltração (UF) 
• Nanofiltração (NF) 
• Osmose reserva (OR) 
Principais processos de separação por membranas 
Microfiltração: 
 
• Utilizado para separação de sólidos em suspensão e bactérias 
Ultrafiltração: 
bactérias, vírus e • Utilizado para separar sólidos em suspensão, 
compostos orgânicos de elevado peso molecular 
Nanofiltração: 
 
• Remoção de compostos orgânicos de baixo peso molecular e íons 
bivalentes dissolvidos 
 
Osmose reversa: 
 
• Separação de espécies de baixo peso molecular 
Comparação entre processos: convencional e por membranas 
Constituinte a ser 
removido 
Sistema convencional Separação por 
membranas 
Turbidez, sólidos suspenso e 
contaminantes 
microbiológicos 
Coagulação, floculação, 
filtração e desinfecção 
Microfiltração 
Cor, odor e compostos 
orgânicos 
Carvão ativado, cloração 
e filtração e aeração 
Ultrafiltração 
Dureza, sulfatos, ferro e 
metais pesados 
Abrandamento com cal, 
troca iônica, oxidação e 
filtração e coagulação 
floculação 
Nanofiltração 
Sais dissolvidos Evaporação e troca iônica Osmose reversa 
Características dos processos de separação por membranas 
 
Tipo de membrana 
 
Tamanho do poro 
Pressão de 
operação 
 
Microfiltração 
 
0,1 µm 
 
0,2 a 1,0 bar 
 
Ultrafiltração 
 
0,01 µm 
 
1 a 5 bar 
 
Nanofiltração 
 
0,001 µm 
 
5,0 a 6,7 bar 
 
 
Osmose reversa 
 
Passagem apenas de 
constituintes do tamanho 
das moléculas de água 
 
 
13,4 a 80,4 bar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
Materiais das membranas 
• Formas: tubular, placas planas ou como fibras ocas finas 
 
• Materiais sintéticos ou naturais 
• Materiais naturais: acetato de celulose, diacetato de 
celulose, triacetato de celulose 
• Materiais sintéticos: poliamida, polissulfona, acrilonitrilo, 
polietersulfona, teflon, náilon e polímeros de propileno 
 
• Membranas cerâmicas são restritas aos processos de 
microfiltração e ultrafitração 
 
• Alguns materiais são sensíveis a: temperatura, pH e oxidantes 
(p. ex. cloro) 
Projetos e 
dimensionamento 
É necessário conhecer as características do produto a ser obtido 
e da alimentação; 
 
Também devem estar disponíveis: 
 
• A vazão de água a ser produzida ou volume de efluente a 
ser tratado; 
• Recuperação de água no sistema; 
• Capacidade de produção das membranas 
Projetos e 
dimensionamento 
20 
Valores típicos do fluxo de água através das membranas 
são: 
Osmose reversa 15 a 25 L/h.m2; 
Nanofiltração  20 a 30 L/h.m2; 
Ultrafiltração  25 a 50 L/h.m2; 
Microfiltração  não há uma regra. 
No caso de sistemas de microfiltração os valores 
máximos situam-se na faixa de 50 a 70 L/h.m2. 
Projetos e 
dimensionamento Componentes de um sistema de membranas: 
 
• Subsistema de pré-tratamento: 
• Deve ser previsto para minimizar os problemas operacionais 
nas membranas. 
 
• Subsistema de membranas: 
• Irá promover a separação dos contaminantes da água. 
 
• Subsistema de pós-tratamento; 
 
• Subsistema de limpeza química: 
• Tem por finalidade recuperar a capacidade de produção das 
membranas. 
Formação de biofilme – problemas 
de operação 
Problema crítico nos processos de 
separação por membranas; 
 
 
Refere-se à formação de uma camada 
viscosa sobre a superfície da membrana, 
resultante do acúmulo de microrganismos; 
 
 
Processo resultante dos mecanismos de 
adesão e crescimento 
Formação de biofilme – problemas de operação 
Adesão: 
 
• Mecanismo responsável 
pela fixação dos 
microrganismos na 
superfície da membrana; 
Crescimento: 
 
• Multiplicação dos 
microrganismos após a 
sua adesão na 
membrana, utilizando os 
nutrientes que são 
transportados para 
superfície da membrana. 
81 
Formação de biofilme – problemas 
de operação 
A formação de 
biofilme 
representa um 
sério problema 
em sistemas de 
membranas (> que 
depósitos 
coloidais ou a 
incrustação) 
Os 
microrganismos se 
multiplicam em 
progressão 
geométrica, 
podendo resultar 
em danos severos 
às membranas 
Águas com baixa 
contagem de 
microrganismos 
também 
apresenta a 
formação de 
biofilme 
Formação de biofilme – problemas 
de operação 
Sólidos em suspensão em combinação com o biofilme podem 
resultar na formação de depósitos – perda de eficiência no 
sistema; 
O biofilme funciona como uma fonte de microrganismos para 
o sistema; 
 
O monitoramento da formação de biofilme pode ser feita 
através da contagem microbiana 
Formação de biofilme – problemas 
de operação 
 
A ocorrência de biofilme 
reduz o desempenho do 
sistema de membranas; 
Os efeitos adversos da 
formação do biofilme são 
mais observados em 
sistemas com menores 
porosidades, como a NF e a 
OR; 
Tratamento de água de mananciais 
eutrofizados – presença de algas 
85 
Eutrofização 
Proliferação de algas e macrófitas em corpos d’água 
 
 
Resultado do aumento da concentração de nutrientes 
 
Comprometimento do uso da água para abastecimento 
doméstico e industrial 
Algas de 
interesse 
Gênero da Alga Problema 
Anabaena Odor, interferência na coagulação e toxinas 
Chlorella Odor, coloração e persistência no sistema de 
distribuição 
Asterionella Odor, persistência no sistema de distribuição e 
interferência na coagulação 
Euglena Odor, corrosão em concreto e interferência na 
coagulação 
Spirogyra Odor e produção de lodo 
Fonte: Di Bernardo, L. Algas e suas influências na qualidade das águas e nas tecnologias 
de tratamento, 1995. 
Algas potencialmente tóxicas 
As algas potencialmente tóxicas pertencem à divisão 
Cyanophyta, geralmente denominadas de cianobactérias; 
 
 
Vários gêneros e espécies de cianobactérias que formam 
florações produzem toxinas, conhecidas como Cianotoxinas; 
 
 
Algumas das toxinas produzidas pelas cianobactérias têm 
ação rápida, podendo causar a morte de mamíferos. 
30 
Impactos sobre o sistema de 
tratamento 
A presença de algas na água bruta podem ocasionar problemas 
 
• Operacionais 
• Qualidade final da água tratada 
• Potencial formação de subprodutos tóxicos (reação com 
oxidantes químicos) 
• Potencial liberação de toxinas 
Impactos sobre o sistema de 
tratamento 
Problemas operacionais – Etapa de coagulação e floculação 
• Implica em uma maior estabilidade das partículas em 
suspensão 
• Necessidade de maiores dosagens de produtos químicos 
• Aumento do custo de tratamento 
Impactos sobre o sistema de 
tratamento 
Problemas operacionais – Sedimentação 
 
• Com menor peso específico das algas, há uma tendência de 
que ocorra flotação 
• Deterioração da qualidade da água decantada 
• Qualidade do lodo formado (maior dosagem de produtos 
químicos) 
• Aumento dos custos de desidratação e disposição do lodo 
formado 
Impactos sobre o sistema de 
tratamento 
Problemas operacionais – Filtração 
 
• Menores carreiras de filtração devido a maior carga de 
material sólido 
• Maior frequência nas operações de lavagem dos filtros 
• Menor produtividade devido ao aumento no consumo de 
água de lavagem (menores carreiras de filtração) 
Impactos sobre o sistema de 
tratamento 
Problemas operacionais – Desinfecção 
 
• Aumento no consumo de agente de desinfecção 
• Geração de maior quantidade de matéria orgânica no 
efluente dos filtros 
• Maior possibilidade do desenvolvimento de gosto e odor na 
água 
Impactos sobre o sistema de 
tratamento 
Problemas operacionais – Distribuição 
 
• Maior potencial de crescimento bacteriano em função da 
utilização da matéria orgânica como substrato 
• Potencial aumento da taxa de corrosão na rede de 
distribuição de água devido a formação de biofilme 
Impactos sobre o sistema de 
tratamento 
Problemas de qualidade na água tratada 
 
• Presença de substâncias potencialmente tóxicas 
• Compostos organoclorados; 
• Ácidos halo-acéticos. 
• Gosto e odor na água 
• 2,6-dimetil biciclo decan-1-ol Geosmina – utilizado na 
fabricação de perfumes; 
• 2-Metil-isoborneol (MIB). 
Impactos sobre o sistema de 
tratamento 
Formação de subprodutos tóxicos na pré-oxidação 
 
• Rompimento das células de algas 
• Aumento na concentração de matéria orgânica 
• Aumento no potencial de formação de subprodutos tóxicos 
(depende do tipo de agente pré-oxidação e de sua 
dosagem) 
Impactos sobre o sistema de 
tratamento 
Formação de subprodutos tóxicos na desinfecção e distribuição 
 
• Devido à reação entre a matéria orgânica não removida e a 
ação dos desinfetantes (cloro) 
• Processo continua a ocorrer no sistema de distribuição 
(cloro residual) 
Impactos sobre o sistema de 
tratamento 
40 
Potencial liberação de toxinas 
 
• Algas do tipo cianofíceas, na ocorrência de floração, liberam 
toxinas 
• Essas toxinas tem ação hepatotóxicas ou neurotóxicas 
• Durante o processo de tratamento de água, essas toxinas 
podem ser liberadas 
Tratamento de água de mananciais eutrofizados 
Tratamento envolve atividades de manejo até a distribuição da 
água 
 
• Evitar a proliferação de algas nos reservatórios 
• Minimizar a entrada de algas na estação de tratamento 
• Remover as algas presentes na água 
• Interromper o abastecimento em casos extremos 
Tratamento de água de mananciais eutrofizados 
Ações de gestão na área de manancial 
 
• Controlar a entrada de nutrientes 
• Preservar as áreas de manancial 
• Coleta e tratamento de efluentes 
 
 
• Controlar o florescimento de algas por meio da utilização de 
algicidas (é vedado o uso de algicidas para o controle do crescimento de 
cianobactérias ou qualquer intervenção no manancial que provoque a 
lise celular quando a densidade é superior a 20000 célular/mL) 
Tratamento de água de mananciais eutrofizados 
Minimizar a entrada de algas na estação de tratamento 
 
• Alocar o ponto de captação onde o potencial de acúmulo de 
algas é menor 
• Condição de ventos 
• Margens dos mananciais 
 
 
• Avaliar o perfil vertical de distribuição das algas ao longo do 
dia (captar empontos de menor concentração) 
Tratamento de água de mananciais eutrofizados 
Minimizar a entrada de algas na estação de tratamento 
 
• Utilizar barreiras para evitar que a escuma de algas atinja o 
ponto de captação 
• Pré-filtração na margem: 
Remoção de algas no sistema de tratamento 
Utilização de pré-oxidação 
com cloro ou ozônio 
Pode conduzir ao 
rompimento da membrana 
celular das algas e ocasionar 
a liberação de toxinas e 
precursores de THM’s 
Em sistemas 
convencionais, gera flocos 
mais leves no processo de 
coagulação e floculação 
Diminui a eficiência da 
sedimentação 
103 
Remoção de algas no sistema de tratamento 
Pré-oxidação com permanganato de potássio 
 
• Para evitar a liberação de toxinas, é necessário que as algas 
sejam removidas intactas 
• O permanganato de potássio utilizado na sequencia da 
coagulação ajuda na eficiência de remoção de partículas 
• Cautela na dosagem – muito elevado ocasiona a coloração 
da água 
• Necessário aumentar a dosagem de coagulantes 
Remoção de algas no sistema de tratamento 
Flotação 
 
• Remoção física – não é necessário o processo de pré- 
oxidação 
• Eficiência elevada 
 
Separação por membranas 
 
• Eficiência elevada 
• Não necessita pré-oxidação 
• Formação de depósitos na superfície da membrana 
Remoção de toxinas no sistema de tratamento 
A remoção de toxinas pode ser realizada através de: 
 
• Oxidação química com ozônio (após a decantação), cloro 
(após a filtração) e permanganato de potássio 
• Adsorção em carvão ativado em pó ou granular 
• Adsorção e degradação em carvão ativado granular com 
crescimento biológico 
Tratamento da fase sólida em ETAs 
107 
Esquema de geração de lodo em ETA convencional 
50 
109 
Adensador para separação do lodo 
110 
Lodo gerado na ETA Miringuava – após adensamento 
111 
Características do 
lodo de ETAs 
Lodos de ETAs podem variar em função de: 
 
• Qualidade da água bruta 
• Técnica utilizada para tratar a água 
• De como ocorre o processo de coagulação 
• Da quantidade e dos tipos de produtos químicos utilizados 
durante o tratamento da água 
• Dos locais onde foram gerados (decantador, floculador, 
filtros, etc) 
• Do intervalo de limpeza dos decantadores e dos filtros 
Características do 
lodo de ETAs 
Composição básica: 
• Microrganismos 
• Sólidos orgânicos e inorgânicos 
• Sólidos do próprio coagulante e de outros produtos 
químicos utilizados para o tratamento 
 
 
As características químicas e físicas do lodo estão relacionadas com as 
características da água do manancial, com os produtos químicos 
utilizados e com o modo como a coagulação ocorre. 
 
As propriedades químicas do lodo podem influenciar nas físicas. 
Características do 
lodo de ETAs 
Parâmetros utilizados para a caracterização do lodo de ETAs: 
 
• pH 
• DBO e DQO 
• Concentração de metais 
• Sólidos 
Características do 
lodo de ETAs 
Potencial tóxico depende de: 
 
• Teor de metais presentes (Alumínio, cobre, chumbo, níquel, 
etc) 
• Reações sofridas durante o processo 
• Forma e tempo de retenção 
• Características do curso d’água 
• Composição e impureza dos coagulantes e outros produtos 
químicos utilizados 
Desidratação do lodo 
de ETAs 
A função de desidratar o lodo de ETAs é importante para: 
 
• Redução dos custos de transporte e disposição final (menor 
volume) 
• Facilidade para o manuseio do lodo desidratado quando 
comparado com ele ainda com alto teor de umidade 
Espessamento → desidratação 
Desidratação do lodo 
de ETAs 
Formas de desidratação do lodo de ETAs: 
 
• Desidratação Natural 
• Leitos de Secagem 
• Desidratação Mecânica 
• Filtros Prensa de Esteira 
• Centrífugas 
• Filtro Prensa Parafuso 
• Filtros Prensa de Placas 
Disposição do lodo 
de ETAs 
60 
Disposição – função do teor de sólidos presente: • Aterros sanitários (teor de sólidos > 30%) 
• Disposição controlada em certos tipos de solos 
• • 
em estações de Co-disposição com biossólidos gerados 
tratamento de esgotos 
• Incineração dos resíduos 
• Lançamento em rede coletora de esgotos 
• fabricação de Aplicações industriais diversas, tais como 
tijolos ou outros materiais de construção 
Etapas Tratamento Convencional de Água 
Manancial 
Coagulação 
Floculação 
Sedimentação 
Filtração 
Desinfecção 
Fluoretação 
Correção de pH 
Água final 
Agente oxidante 
CAP (Carvão ativado em pó) 
Coagulante 
Alcalinizante 
 Agente oxidante 
Polímero 
Polímero / Agente oxidante 
Agente oxidante 
Flúor 
Alcalinizante 
Flotação