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1 Quim. Nova ENSAIO DO JAR TEST COM A ÁGUA CAPTADA PELA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA PUREZA EM ITABIRA – MG Júlia Lage Magalhães Caldeiraª, Júlia de Brito Simiãoª, Edison Aparecido Laurindoª ªInstituto de Ciências Puras e Aplicadas - Universidade Federal de Itajubá, 35903-087, Itabira - MG, Brasil This paper reports on the importance of applying the Jar-test method in a water treatment plant. The objective of the experiment is to determine the optimal amount of coagulant, in this case the coagulant used for the tests was aluminum sulfate (Al2SO4) and the ideal pH range for better coagulant performance. For this, experiments were performed with a given sample of raw water submitted to the Jar-test experiment, then the results were analyzed. After analyzing these results, it was possible to observe which is the best pH range and the optimal amount of coagulant. It was found that in all analyzes there is always the one with the best performance and thus it is possible to ascertain among them the best concentration, for an optimal result. Keywords: Jar Test; Aluminum sulfate; Coagulation; Flocculation; Decantation. INTRODUÇÃO A água bruta captada para distribuição possui uma série de impurezas, como partículas coloidais e microrganismos. Normalmente, essas partículas presentes na água possuem cargas negativas, impedindo que elas aproximem-se entre si, o que faz com que elas permaneçam em suspensão. De acordo com Peterson Moraes (2012), para que as impurezas sejam removidas é necessário alterar as características da água possibilitando que as partículas se unam e sedimentem. A água para ser consumida precisa apresentar condições de uso adequadas, que respeitem o padrão de potabilidade, para não causar danos a saúde. Para auxiliar o tratamento existe o método do Teste de Jarros (Jar Test). Esse teste consiste em um procedimento bastante empregado nas Estações de Tratamento de Água (ETA), para a determinação das dosagens ótimas de coagulante e pH a ser empregado para o tratamento da água. O Jar Test simula as etapas de coagulação, floculação e decantação de uma ETA para amostras de 2 L. Por possuir 6 jarros, pode-se variar a dose de coagulante, pH ou os tipos de coagulantes a serem empregados afim de se determinar a melhor faixa de operação para a água que será tratada. O sulfato de alumínio é comumente empregado na etapa de coagulação das ETAs devido ao baixo custo e a faixa ampla de pH. Esse coagulante, em contato com a água atua com dois principais mecanismos, sendo eles: a neutralização de cargas devido a presença de uma espécie hidrolisada com carga positiva; o transporte da espécie hidrolisada possibilitando contato com as partículas para serem desestabilizadas; e a varredura onde as partículas se agregam umas às outras formando flocos maiores. Entretanto, independente do mecanismo predominante, o pH desempenha um papel fundamental para o tempo de vida da espécie hidrolisada. 2 PARTE EXPERIMENTAL Materiais ➔ Equipamento Jar-Test; ➔ Becker de 100 mL; ➔ Piceta com água destilada; ➔ Sonda multiparâmetros; ➔ Espectrofotômetro; ➔ Turbidímetro; ➔ Balança analítica; ➔ Sulfato de Alumínio (Al2SO4) a 1%; ➔ Filtro de papel Whatmann; ➔ Funil; ➔ Suporte universal; ➔ Ácido clorídrico (HCl); ➔ Hidróxido de sódio (NaOH). Métodos Inicialmente foram determinados alguns parâmetros da água bruta, sendo eles: pH, cor aparente, turbidez e condutividade elétrica. Logo em seguida, foram adicionados em cada jarro do equipamento de Jar Test, 2 L de amostra. De acordo com a literatura, a concentração média utilizada de Al2SO4 é de 30 mg/L. Para realização da primeira parte do ensaio variou-se a massa de Al2SO4 para mais e menos de 30 mg/L, como mostra a tabela 1 abaixo. Entretanto, como a amostra era de 2 L, dobrou-se a concentração. Tabela 1: Concentração de AL2SO4. Amostra Massa de Al2SO4 (mg/L) Massa colocada no Jar Test (mg) 1 15 33,0 2 20 40,0 3 25 50,2 4 30 60,1 5 35 70,2 6 40 80,9 Fonte: Autores deste trabalho (2019). 3 Figura 1: Jar Test Fonte: Autores deste trabalho (2019). Para segunda parte do experimento, utilizou-se a melhor concentração de AL2SO4, determinada na primeira parte, e variou-se o pH para mais e menos do pH inicial da amostra que era de 7,04, como mostra a tabela 2 a seguir. Tabela 2: Variação de pH. Amostra pH teórico pH real 1 7,04 7,04 2 6,04 5,96 3 5,04 4,90 4 8,04 8,00 5 9,04 9,17 Fonte: Autores deste trabalho (2019). Após a adição do coagulante, cada jarro ficou submetido a agitação rápida por 2 minutos (100 rpm) e 20 minutos sob agitação lenta (50 rpm). Após o período de agitação, esperou-se 20 minutos com o equipamento desligado para que as partículas se sedimentassem. Em seguida, a amostra foi filtrada e com a água após a filtração foram medidos os parâmetros de pH, turbidez, cor aparente e condutividade elétrica. 4 Figura 2: Sistema de filtração Fonte: Autores deste trabalho (2019). Figura 3: Amostras antes da filtração Fonte: Autores deste trabalho (2019). RESULTADOS E DISCUSSÃO Após todos os procedimentos e medições foram analisados os dados obtidos, expostos na tabela 3 abaixo. Tabela 3: Resultado da primeira parte experimental. Amostra Massa colocada no Jar Test (mg) pH Turbidez (NTU) Cor aparente (PtCo) Condutividade elétrica (μS/cm) Amostra inicial 0 7,09 129 904 75,7 1 33,0 6,69 2,7 19 81 2 40,0 6,83 31,8 219 79,3 3 50,2 6,74 1,97 37 131,1 4 60,1 6,43 1,62 11 94,3 5 70,2 6,62 1,99 14 77 6 80,9 6,27 0,87 5 84,1 Fonte: Autores deste trabalho (2019). Concluiu-se que a melhor dose de coagulante foi a amostra 6 com 80,9 mg, pois essa resultou na menor faixa de turbidez. Na etapa seguinte foi adotada essa mesma dose de coagulante e variou-se o pH, obtendo os resultados da tabela 4 a seguir. 5 Tabela 4: Resultado da segunda parte experimental. Amostra pH inicial pH final Turbidez (NTU) Cor aparente (PtCo) Amostra inicial 7,04 - 101 850 1 4,90 4,34 3,11 31 2 5,96 4,72 0,97 7 3 7,04 5,93 1,25 5 4 8,00 4,76 1,08 8 5 9,17 6,41 1,52 92 Fonte: Autores deste trabalho (2019). Figura 4: Jar Test com variação de pH Fonte: Autores deste trabalho (2019). Conclui-se que a melhor faixa de pH para tratamento da amostra foi de 5,96 que resultou na menor turbidez. De acordo com a Portaria Nº 2914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde que dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade, determina os valores máximos permitidos na água como mostra a tabela 5 abaixo. Tabela 5: Valores máximos permitidos pela Portaria 2914/2011. Fonte: Adaptado de Sabesp (2011). CONCLUSÃO Com os testes realizados, foi possível concluir que para a água captada pela ETA Pureza, a melhor dose de Al2SO4 éde 40 mg/L disperso na água com pH de 5,96. A utilização dessas medidas de pH e coagulante permitem que água tratada se enquadre no padrão de potabilidade exigido pH Temp (°C) Turbidez (NTU) Cor aparente (PtCo) Cond. Elétrica (μS/cm) Portaria 2914/2011 6,5 a 9,0 20 a 30 5 15 10 a 100 6 pelo Ministério da Saúde e assegurando a qualidade da água a ser consumida. Referências MINISTÉRIO DA SAÚDE. PORTARIA Nº 2.914, DE 12 DE DEZEMBRO DE 2011. Disponível em: http://site.sabesp.com.br/uploads/file/asabe sp_doctos/kit_arsesp_portaria2914.pdf. Acesso em: 10 nov. 2019. PORTAL TRATAMENTO DE ÁGUA. Jar Test. Disponível em: https://www.tratamentodeagua.com.br/arti go/jar-test/. Acesso em: 10 nov. 2019. MEDEIROS, M. A. C. D; Apostila de atividades experimentais: Química Sanitária e Laboratório de Saneamento I. 1. ed. Limeira: UNICAMP, 2012. p. 47- 53.
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