Relatório - CLARIFICAÇÃO DA ÁGUA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA 
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
QMC 1092 – TECNOLOGIA QUÍMICA EXPERIMENTAL I 
PROF°. VALDERI LUIZ DRESSLER 
 
 
 
DÉBORA PINHEIRO 
GABRIELE BADINELLI 
GRAZIELA IOP ROCHA 
JULIANA KUNTZ 
 
 
 
 
 
CLARIFICAÇÃO DE ÁGUA – TESTE DO JARRO 
Relatório 
 
 
 
 
 
 
Santa Maria, RS 
2018 
 
 
 
Sumário 
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 2 
2 MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................................................... 5 
2.1 MATERIAIS ........................................................................................................................... 5 
2.1.1 Procedimento 1 - Jarr Test....................................................................................... 5 
2.1.2 Procedimento 2 ........................................................................................................... 5 
2.2 MÉTODOS ............................................................................................................................. 5 
2.2.1 Procedimento 1 – Jarr Test ...................................................................................... 5 
2.2.2 Procedimento 2 ........................................................................................................... 6 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................................. 7 
3.1 PROCEDIMENTO 1 – JARR TEST ................................................................................... 7 
3.2 PROCEDIMENTO 2 .................................................................................................................. 9 
4 CONCLUSÃO .................................................................................................................................. 11 
 
 
2 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Água bruta é toda água de uma fonte de abastecimento que ainda não foi 
tratada. Sendo assim, possui diversas impurezas responsáveis por sua cor e 
turbidez. A cor geralmente indica presença de metais (Fe, Mn), húmus (matéria 
orgânica oriunda da degradação de matéria de origem vegetal), plâncton (conjunto 
de plantas e animais microscópicos em suspensão nas águas) dentre outras 
substâncias dissolvidas na água. A turbidez indica uma possível presença de argila, 
silt, substâncias orgânicas (húmus) ou inorgânicos (óxidos) finamente divididas, 
plânctons e algas. 1,2 
 A turbidez pode indicar o risco de entupimento de filtros e tubulações. Além 
disso, também é um parâmetro que indica a qualidade estética das águas para 
abastecimento público. O padrão de potabilidade (portaria nº 1.469 de 2000) é de 
5,0 NTU.4 É medida como um grau de atenuação da intensidade que um feixe de luz 
sofre ao atravessar a água, que é dada pela absorção e espalhamento, uma vez que 
as partículas que provocam turbidez nas águas são maiores que o comprimento de 
onda da luz branca, devido à presença de sólidos em suspensão e é expressa como 
unidade nefolométrica de turbidez (NTU -Nephelometric Turbidity Unity ) usando-se 
como padrão para calibração um turbidímetro (aparelho para a medida de turbidez 
da amostra) uma suspensão de polímero formazin (sulfato de hidradiza + 
hexametileno tetramina), uma suspensão de látex ou microesferas de estireno-
divinilbenzeno, conforme o fabricante do equipamento. A cor e a turbidez podem ser 
removidas através da decantação dos sólidos e colóides presentes na água. 1,2
 Porém, esse processo não acontece sozinho. É necessário a adição de 
aguentes coagulantes e a realização da floculação para posterior sedimentação. As 
substâncias coagulantes são adicionadas na água com a finalidade de reduzir as 
forças eletrostáticas de repulsão que mantém separadas as partículas em 
suspensão, as coloidais e parcela das dissolvidas. Os coagulantes mais utilizados 
são o sulfato de alumínio e o cloreto férrico, sais que em solução liberam espécies 
químicas de alumínio ou ferro com alta densidade de cargas elétricas de sinal 
contrário ás manifestadas pelas partículas presentes na água bruta, eliminando 
assim, as forças de repulsão eletrostática originalmente presentes na água bruta. 1,2 
3 
 
É importante também, a adição de alcalinizantes, que são capazes de conferir 
a alcalinidade necessária a coagulação, como por exemplo, o óxido de cálcio, o 
hidróxido de cálcio e o hidróxido de sódio, etc. 1,2 
 Para entender melhor o conceito de clarificação de águas precisamos falar 
sobre algumas características das impurezas presentes no meio a ser tratado. 
Uma vez que o processo visa a remoção da matéria, que pode possuir 
características coloidais ou encontrar-se em suspensão fina. Uma suspensão 
coloidal possui características específicas , como: 
- O Efeito Tyndall – as partículas coloidais apresentam tamanho suficiente 
para espalhar a luz , isto faz com que a amostra apresente certo “brilho” que 
será tanto maior quanto maior for a quantidade de material em suspensão 
coloidal. A turbidez indica a capacidade de uma amostra de es palhar a luz , 
perdendo a transparência. 
- Movimento Browniano – as partículas coloidais são dotadas de movimento 
irregular e caótico devido a agitação incessante das moléculas do meio em 
que se encontram. 
- Adsorção Superficial – a área das superfícies dos colóides são propícias 
à deposição de outras partículas. Esta retenção de substâncias na superfície 
é denominada adsorção. 
- Propriedades Eletrocinéticas – chama-se de propriedades eletrocinéticas de 
colóides as propriedades que estes apresentam diante de um campo 
elétrico, como os colóides possuem cargas elétricas (geralmente negativas ) 
essa característica dá aos colóides a capacidade de se moverem quando 
sob ação de um campo elétrico. Esse fenômeno chama-se de Eletroforese . 3 
O processo em geral consiste em três etapas : coagulação, floculação e 
sedimentação. A coagulação tem por objetivo aglomerar as impurezas que se 
encontram em suspensões finais (ou em estado coloidal) e algumas que se 
encontram dissolvidas , em partículas maiores que possam ser removidas por 
decantação ou filtração. 3 
 Como, de um modo geral, a maioria dos colóides dispersos em água, onde a 
faixa de pH se encontra entre 5 a 10, apresentam carga negativa, deve ser 
adicionado à água um eletrólito que contenha um a carga de sinal contrário à 
4 
 
carga das partículas coloidais presentes na água. Logo, utiliza-se um agente 
coagulante (sal de ferro ou alumínio) que ao ser adicionado a solução aquosa sofre 
hidrólise liberando Al+3 ou Fe+3. Esses cátions entram em contato com as partículas 
suspensas, que apresentam cargas predominantemente negativas em sua 
superfície, desestabilizando o coloide, como foi falado anteriormente. A 
desestabilização é a minimização e/ou eliminação das forças repulsivas que 
mantém as impurezas separadas. Enquanto que a floculação ocorre quando as 
partículas desestabilizadas se aproximam e colidem, formando flocos, sendo 
favorecida por agitação lenta. É importante destacar que as etapas de 
coagulação e floculação são praticamente simultâneas e interdependentes e, 
por este motivo , podem ser consideradas uma única etapa denominada 
coagulação/floculação. Por último,acontece a sedimentação que é quando a 
solução é deixada em repouso e as partículas floculadas vão para o fundo do 
recipiente. 3 
 O Jarr Test é um dos métodos mais empregado nas empresas de tratamento 
de água. Ele simula as etapas acima descritas, facilitando a determinação da 
dosagem dos produtos químicos a serem aplicados na água bruta. Ele 
utiliza apenas uma pequena amostra de água e promove a comparação 
entre o melhor pH e melhor dosagem de coagulante para que essa etapa seja bem 
sucedida, o que proporciona a eficiência desejada de remoção das 
impurezas de forma mais econômica. 1,2 
 O presente trabalho tem como objetivo determinar as melhores condições 
para a floculação da amostra e para a eliminação da turbidez, utilizando o Jarr Test 
e clarificar a amostra de água. 
 
 
 
 
 
 
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2 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
2.1 MATERIAIS 
 
2.1.1 Procedimento 1- Jarr Test 
 
Para a clarificação de uma amostra de água utilizou-se um Jarr Test com 
frascos de 1000 mL, diversos tubos de ensaio, fitas medidoras de pH, béqueres, um 
turbidímetro, um equipamento para determinação da cor da amostra, uma proveta 
de 100 mL, uma pipeta volumétrica, um frasco lavador, água destilada, sulfato de 
Alumínio e Ferro 63,5 % m/v e uma amostra de água de um riacho da Universidade 
Federal de Santa Maria, localizado em Santa Maria - RS. 
 
2.1.2 Procedimento 2 
 
Para este procedimento utilizou-se um Jarr Test com frascos de 1000 mL, 
fitas medidoras de pH, pipetas, coagulante e a amostra de água retirada de um 
riacho localizado na UFSM já clarificada. 
 
2.2 MÉTODOS 
 
2.2.1 Procedimento 1 – Jarr Test 
 
Inicialmente, montou-se o sistema específico para agitação mecânica de 
água, então determinou- se o pH da amostra usando fitas medidoras de pH. Com 
proveta, mediu-se 1000 mL de amostra que foram adicionadas em cada cuba (6) e 
agitou-se a solução com velocidade em torno de 120 rpm. 
 Em seguida, preparou-se a solução de sulfato de Al e Fe 1% m/v (coagulante) 
em uma proveta de 1000 mL, foram adicionados 1,53 mL da mesma e volume da 
proveta foi completo com água destilada. 
 Em tubos de ensaio (6) foram adicionadas quantidades crescentes de 
6 
 
coagulante (0,5; 1; 2; 4; 6; e 7 mL), os tubos foram completos com um pouco de 
água destilada e o conteúdo dos tubos foi dispensado nas cubas. Agitou-se a 
solução com velocidade em torno de 120 rpm durante 1 minuto, após isso a 
velocidade foi diminuída para 20 rpm agitando a mesma por 15 minutos. 
 A solução ficou em repouso por cerca de 15 a 20 minutos para ocorrer a 
decantação dos flocos. Por fim, verificou-se a cor e a turbidez das soluções contidas 
em cada uma das cubas. 
 
2.2.2 Procedimento 2 
 
Utilizando o sistema de Jarr Test com amostra de água nas cubas verificou-se 
a influência do pH sobre a coagulação, o pH das amostras foram ajustados na 
faixa de 4,0 a 8,0 e agitou-se as mesmas com velocidade de 120 rpm. Adicionou-
se o coagulante, seguindo o que foi determinado no procedimento1, e a solução 
foi agitada durante 1 minuto a 120 rpm e a 20 rpm por 15 minutos. A solução foi 
deixada em repouso de 15 a 30 minutos até que ocorresse a decantação dos 
flocos. Assim, observou-se os flocos formados em cada cuba. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
3.1 PROCEDIMENTO 1 – JARR TEST 
 
Inicialmente foi medido os parâmetros da água utilizada como amostra, esta 
amostra foi retirada de uma riacho que passa por dentro da Universidade Federal de 
Santa Maria – UFSM. O pH obtido foi de 5,0; a turbidez medida no turbidímero deu 
12,1 NTU e a cor deu > 70. Esses parâmetros foram novamente medidos no final de 
todo o processo. 
Com o sistema montado, primeiramente foi feito a etapa de coagulação da água, 
onde se agitou a amostra com as pás em torno de 120 rpm. Essa etapa visa 
transformar as substâncias na forma de suspensão fina e suspensão coloidal em 
partículas maiores (flocos) para que possam ser removidas pela decantação e 
filtração. A maioria dos colóides presentes na água é dotada de carga negativa, 
resultante da adsorção preferencial de íons negativos ou da ionização das suas 
moléculas. Essas partículas de tamanho diminuto não são removidas por 
decantação direta e, como possuem mesma característica elétrica, a força de 
repulsão não permite a aglomeração. 
 Portanto, para promover a remoção destas partículas torna-se imprescindível 
a neutralização destas cargas negativas e a posterior aglutinação para que as 
mesmas tornem-se maiores e possam ser removidas pela ação da gravidade. 
 Após essa etapa, foi adicionado então o coagulante em todas as cubas, de 
forma crescente. Seguindo a ordem das cubas (1 até 6), Figura 1, foram adicionados 
quantidades de 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 mL de coagulante. Nesta etapa também foi 
agitado a 120 rpm por 1 minuto. Os coagulantes são os agentes químicos geradores 
de cargas positivas que neutralizam os colóides e com a capacidade de propiciar a 
aglomeração dos colóides neutralizados. Os principais coagulantes utilizados são, o 
sulfato de alumínio (Al2(SO4)3.18H2O), sulfato ferroso (FeSO4.7H2O), sulfato férrico 
(Fe2(SO4)3 ou Fe2(SO4)3 . 9 H2O), cloreto férrico (FeCl3 ou FeCl3.6 H2O). Neste caso, 
utilizou-se sulfato de Al e Fe. 
 
 
 
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Figura 1 – Esquema de montagem do JARR TEST 
 
Em seguida a diminuiu-se a velocidade para aproximadamente 20 rpm, 
durante 15 minutos, esta etapa é chamada de floculação. A floculação é um 
processo físico que promove a aglutinação das partículas já coaguladas, facilitando 
o choque entre as mesmas devido à agitação lenta imposta ao escoamento da água. 
A formação de flocos de impurezas facilitam sua posterior remoção por 
sedimentação sob ação da gravidade, flotação ou filtração. Por fim, deixou-se a 
solução em repouso para que a decantação dos flocos ocorresse. E mediram-se os 
parâmetros novamente, utilizando uma alíquota de cada cuba. Na tabela 1 estão 
dispostos os valores encontrados em cada cuba. 
 
Tabela 1 – Parâmetros medidos da água ao final do processo. 
Amostra Cor (mg L-1) Turbidez (NTU) 
1 > 70 12,1 
2 > 70 12,6 
3 > 70 14,1 
4 10 1,22 
5 10 2,18 
6 30 5,03 
 
Com os resultados obtidos, pode-se observar que as amostras que se 
encontravam nas cubas 1, 2 e 3 não formaram flocos, devido à baixa quantidade de 
coagulante adicionado. Estas também não obtiveram clarificação, onde o máximo de 
cor permitido pela legislação é de 15 mg L-1. A etapa de floculação no 
tratamento de água, simulada através do “JARR TEST” deve 
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apresentar como resultado os menores índices de turbidez possível, a fim de 
garantir a ausência de materiais particulados na água. 
 A amostra que obteve os melhores resultados foi a que se encontrava na 
cuba de número 4, podendo ser observado que a cor ficou em 10 mg L-1 e a menor 
turbidez com 1,22 NTU. 
 
3.2 PROCEDIMENTO 2 
 
Neste procedimento, onde foi realizado a agitação mecânica de 1000 mL de 
amostra de água, verificando a mudança de pH na etapa de coagulação/floculação. 
Colocou-se a amostra em todas as cubas, e o pH foi ajustado em cada uma, 
seguindo a ordem de 4,0; 5,0; 5,5; 6,0; 7,0 e 8,0, respectivamente. 
 Após, foi feito as mesmas etapas do procedimento 1, agitou-se a solução a 
120 rpm. Em seguida utilizou-se em todas as amostras a mesma quantidade de 
coagulante que foi colocado na amostra do procedimento 1 que obteve melhores 
resultados, neste caso, a amostra de número 4 com 4,0 mL de coagulante, agitou-se 
novamente a solução por 120 rpm por cerca de 1 minuto.Para ocorrer a floculação, a solução foi agitada por 15 minutos com 
velocidade de 20 rpm. Por fim, a solução foi deixada em repouso para que houvesse 
a decantação dos flocos. Na tabela 2 estão dispostos os valores de pH, a cor e a 
turbidez de cada amostra. 
 
Tabela 2 – Parâmetros relacionados à amostra em cada cuba. 
Amostra pH Turbidez (NTU) Cor (mg L
-1) 
1 4,08 5,35 50 
2 5,02 3,24 30 
3 5,66 2,18 15 
4 7,12 1,96 10 
5 8,17 2,95 10 
6 6,17 1,11 5 
 
 O pH da água também influencia diretamente nesse processo, pois os flocos 
se formam mais facilmente em sistemas onde o pH se encontra próximo a 
neutralidade.Dessa fo rma, f ez -se necessária a adição de solução de Ca(OH)2 
10 
 
para elevar o pH da água bruta, oferecendo condições necessárias ao processo de 
floculação. 
 Para a correção do pH, é comum o uso de Cal que pode ser aplicada em três 
etapas: na pré-alcalização (água bruta), inter-alcalinização (água decantada) e na 
pós-alcalinização (água filtrada). 
 Na pré-alcalinização ajusta-se o pH de alcalinização, na inter-alcalinização a 
cal auxilia o ajuste do pH final e facilita a remoção de compostos indejáveis e na 
pós- alcalinização ajusta-se o pH final da água evitando a corrosão das tubulações.
 Analisando os resultados de turbidez, cor e pH obtidos para as 6 amostras de 
água bruta, os melhores resultados obtidos foi na amostra 6, com pH 6,17; turbidez 
1,11 e cor 5 mg L-1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4 CONCLUSÃO 
 
Tanto no procedimento 1, quanto no 2 a amostra de água foi distribuída 
igualmente nas seis cubas. Todo o processo de clarificação da água foi feitoaté a 
etapa de decantação em ambas. No procedimento 1, a água que obteve melhores 
resultados foi a que estava na cuba 4, tendo como turbidez o valor de 1,22 NTU e de 
cor 10. Já no procedimento 2, onde foi levado em consideração o ajuste do pH em 
cada cuba, a amostra que obteve os melhores resultados foi a de número 6, com 
turbidez de 1,11 NTU, cor de 5 e pH em 6,17. 
 Nos dois procedimentos foi possível obter valores consideráveis de 
clarificação de água bruta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
1. Estações de Tratamento de água ETAs. Disponível em: 
<http://www.daaeararaquara.com.br/eta.htm>. Acesso em: 25/04/2018 
2. Biblioteca Didática de Tecnologias Ambientais: Tratamento de água. Disponível 
em: <http://www.fec.unicamp.br/~bdta/coagulacao.htm> Acesso em: 25/04/2018 
3. Tratamento de água, agosto de 2017 , Comusa, Disponível em: <http://www.com 
usa.rs.gov.br/index.php/saneamento/tratamentoagua>. Acesso em: 25/04/2017 
Portaria Nº 2.914, de 12 de dezembro de 2011, Ministério da Saúde. Disponível em: 
<http://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/gm/2011/prt2914_12_12_2011.html.> 
Acesso em: 25/03/2018. 
4. Ministério da Saúde. Disponível em: 
<HTTP://www.comitepcj.sp.gov.br/download/Portaria_MS_1469-00.pdf >. Acesso 
em: 27/03/2018