Este documento discute as técnicas de tratamento de água e efluentes. Apresenta as principais etapas do tratamento de água, como aeração, coagulação, floculação, sedimentação, filtração e desinfecção. Também aborda os efeitos destes processos nos parâmetros de qualidade da água e as normas aplicadas em projetos de estações de tratamento de água.
2. Programa
I UNIDADE
Introdução – Histórico – Panorama
Caracterização das Águas e Esgotos
Princípios Químicos, Físicos e Biológicos do TA
Interpretação de Análises e Elaboração de Laudos
Considerações Projetos e Técnicas de Tratamento
Tecnologia para Tratamento de Água
Parâmetros de controle de qualidade de Água
Legislação Aplicada e Padrões
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3. Nesta Aula Veremos ...
Considerações gerais sobre o Projeto de
Tratamento de Água
Técnicas de Tratamento de Água
Aeração e Pré-Cloração
Mistura rápida e dosagem de coagulantes
Estudo de Caso – Redução no Custo e
Perdas do Tratamento de Água da ETA de
Salinas-BA, após mudança do ponto de
Captação.
5. Projeto de ETAs
Tópicos
Introdução
Escolha do Manancial
Disposição e Compacidade das Instalações
Localização das ETAs
Normas de Projeto
Custos das ETAs
Principais Técnicas de Tratamento e seus
efeitos
6. Projeto de ETAs
Introdução
Você sabia que as metrópoles New York, Roma
e Madri são exemplos de gestão das águas
para abastecimento público no Mundo ?
Você sabe por que ?
7. Sistema Abastecimento
Unidades
CAPTAÇÃO – Dar condições para que a água seja retirada
do manancial em quantidade capaz de atender à demanda;
ADUÇÃO – Condução da água desde a captação até a
comunidade abastecida;
TRATAMENTO – Eliminação de impurezas e ou correção das
condições impróprias;
RESERVAÇÃO – Atendimento às diversas necessidades tais
como: consumo, demandas de emergência (incêndio e outros
imprevistos), manutenção da pressão necessária na rede;
DISTRIBUIÇÃO – Condução da água através de tubulações
para os diversos pontos de consumo.
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9. Caixa D’Água São Caetano
Federação Pirajá
Garcia
Federação
Fazenda Grande III - Cajazeira Campinas de Brotas
Caji – Lauro de Freitas Caji – Lauro de Freitas
Cabula
Boca do Rio
FONTE: EMBASA
10. Projeto de ETAs
Introdução
Serviço Público
Análise preliminar dos
Mananciais (sazonalidade)
Determinação do
Processo visando
qualidade e viabilidade
econômica.
11. Projeto de ETAs
Escolha do Manancial
Decisão estratégica
muito importante
Proximidade dos
centros urbanos
Condições das águas
Volume para atender a demanda projetada
para pelo menos 25 anos
Risco de poluição “uso do solo”
12. De onde vem nossa água ?
Sistema Integrado de Abastecimento de Água
Grande Salvador
FONTE: EMBASA
Camaçari e Dias D’Ávila possuem sistemas próprios, com
base em poços que captam água do manancial subterrâneo.
13. Projeto de ETAs
Escolha do Manancial
Abastecimento Salvador Vazão média
Mananciais
Rio Paraguaçu 7.500 l/s
Rio Joanes 4.100 l/s
Rio Ipitanga 1.100 l/s
Rio do Cobre 120 l/s
Quantidade de água tratada: ± 11.000 l/s ou ± 950.400 m3/d
Rio Jacuípe contribui através da Barragem de Sta. Helena
que manda água para a Barragem do Joanes II
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14. Projeto de ETAs
ANA - Atlas
http://www2.ana.gov.br/Paginas/default.aspx
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16. OS MANANCIAIS QUE ABASTECEM A REGIÃO
METROPOLITANA DO SALVADOR
Paraguaçu
Sta. Helena
Joanes I & II
Ipitanga I & II
Cobre
Fontes de Salvador
Fonte Nossa Senhora das Graças
Fonte das Pedras
Fonte de Yemanjá
Fonte do Baluarte
Represas Desativadas Fonte do Queimadinho
Represa de Pituaçu Fonte no Largo 2 de julho
Represa de Ipitanga III Fonte do Dique do Tororó
18. • Manancial: Rio Paraguaçu (1982)
• Localização: São Felix
• Barragem: Pedra do Cavalo
• Vazão Média Captada: 7.500 l/s
• Manancial: Rio Joanes (1955)
• Localização: Areia Branca
• Barragem: Joanes I e II
• Vazão Média Captada: 3.300 l/s
• Manancial: Rio Ipitanga (1935)
• Localização: Estrada Velha do Aero
• Barragem: Ipitanga I e II
• Vazão Média Captada: ≤ 800 l/s.
• Manancial: Rio do Cobre (1932)
• Localização: Suburbio de Pirajá
• Barragem: Cobre
• Vazão Média Captada: ≤ 150 l/s
23. ETAs Salvador
ETA Principal recebe
água da Barragem de
Pedra do Cavalo (Rio
Paraguaçu)
A ETA Principal
também recebe água
do rio Joanes
(Barragem do Joanes
II)
Atualmente são
tratados cerca de 20
m3/s
ETA PRINCIPAL
FONTE: EMBASA
24. ETAs Salvador
ETAs Bolandeira ETAs Bolandeira
Teodoro Sampaio Vieira de Mello
ETA Vieira de Mello: implantada em 1964. FONTE: EMBASA
ETA Teodoro Sampaio: construída em 1970.
Atualmente, são tratadas nas duas ETAs, aproximadamente 4,0m³/s.
25. ETAs Salvador
O Sistema do
Cobre, atualmente
atende as áreas
adjacentes à
Enseada dos
Cabritos com,
aproximadamente,
150 l/s.
ETA do COBRE
26. ETAs Salvador
O sistema utiliza
água proveniente
do barramento
Ipitanga II e pode
tratar até 400 l/s.
Este sistema só
opera nos períodos
de maior demanda
de água.
ETA Suburbana
27. Projeto de ETAs
Localização
Facilidade de Acesso
e Transporte
Disponibilidade de
energia elétrica
Facilidade para
descarte águas de
lavagem ETA -Teodoro Sampaio (Boca do Rio)
Disponibilidade para futuras ampliações
Topografia favorável (adução)
Custo terreno e vizinhança
28. Projeto de ETAs
Normas ABNT
NBR – 12.216 – Projeto de Estação de
Tratamento de água p/ Abastecimento Público
29. Projeto de ETAs
Normas ABNT
Normas Complementares
NBR 12.211 – Estudo de Concepção de
Sistemas Públicos de Abastecimento de Água
(Procedimento)
NBR 12.213 – Projeto de Sistemas de Captação
de Água de Superfície p/ Abastecimento
Público (Procedimento)
30. Projeto de ETAs
Elaboração
O que você precisa saber para o Projeto ?
Capacidade Nominal (vazão condições normais)
Localização e definição da área necessária
Definição das Etapas de Construção
Levantamento Planialtimétrico e Cadastral
Sondagem do subsolo
Manancial e características da água
Sistema de Captação e Adução
Corpos receptores e descarga da ETA
32. Alcalinizante
Coagulante
Agente
Agente Carvão oxidante Alcalinizante
oxidante ativado
Floculação
Pré- Mistura / Filtração Reservatório
oxidação rápida decantação rápida
Tratamento de lamas e águas de Lama
lavagem dos filtros
desidratada
Circuito de água
Circuito de água p/ lavagem filtro
Circuito de água p/lavagem e lama
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33. Esquema Convencional
Produtos
Aerador Químicos
Rio ou
lago
Sedimentador
Capitação Reator de
mistura Floculador
Químicos controle Lodo
de pH e fluoretação Agente
oxidante
Poço Filtro
areia
Reservatório
Agua Tratada
Câmara desinfecção
35. Técnicas de Tratamento
Tipos de Tratamento
O tratamento da água pode ser simplificado (só filtração
e cloração) ou convencional
O tratamento convencional - Estação de Tratamento de
Água (ETA), combinação processos:
clarificação: remover os sólidos (poços - dispensada);
desinfecção: eliminar microrganismos que provocam
doenças;
fluoretação: prevenção da cárie dentária (Portaria
nº635/75 do Ministério da Saúde);
controle de corrosão.
outros: abrandamento dureza, membrana, oxidação.
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36. Técnicas de Tratamento
Tipos de Tratamento
Processo Finalidade
Clarificação Remoção de turbidez, de microrganismos e
de metais pesados.
Mais frequentes
Desinfecção Remoção de microrganismos patogênicos.
Fluoretação Proteção da cárie dentária infantil.
Controle de Acondicionar a água, de tal maneira a evitar
corrosão e/ou feitos corrosivos ou incrustantes no sistema
de incrustação abastecedor e nas instalações domiciliares.
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37. Técnicas de Tratamento
Tipos de Tratamento
Processo Finalidade
Abrandamento Redução da dureza, remoção de alguns
contaminantes inorgânicos
Menos frequentes
Adsorção Remoção de contaminantes orgânicos e
inorgânicos, controle de sabor e odor.
Aeração Remoção de contaminantes orgânicos e oxidação
de substâncias inorgânicas, como o Fe e o Mn
Oxidação Remoção de contaminantes orgânicos e de
substâncias inorgânicas, como o Fe e o Mn.
Tratamento com Remoção de contaminantes orgânicos e
membranas inorgânicos.
Troca iônica Remoção de contaminantes inorgânicos
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39. Técnicas de Tratamento
Principais Efeitos
(1) Exceção para os sabores devido a clorofenóis
(2) Pela remoção de CO2
(3) Com adição de oxigênio
(4) Aeração seguida de uma unidade separadora para deposição
(5) Após a aeração
(6) Sujam-se ou entopem muito depressa
(7) Um pouco irregularmente
(8) A coagulação com sulfato de alumínio libera CO2
(9) Tratamento com cal em excesso
(10) Pode remover Fe e ter efeito sobre a cor
(11) Supercloração seguida de descloração
(12) cloração normal
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40. Técnicas de Tratamento
Início
Conhecer as características da água bruta.
pH
cor
turbidez
oxigênio consumido
microrganismo: coliformes termotolerantes.
Outras características : Conama 357/2005
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41. Técnicas de Tratamento
Início
• CONHECER VOLUME DA ÁGUA QUE SERÁ TRATADA:
• VAZÃO: É o volume de água pela unidade de tempo (l/seg. por
exemplo)- importante para se calcular a quantidade de produto
químico a ser adicionado a água para o tratamento.
• Tipos de medidores de vazão:
• a) Medição direta: consiste na medida de um tempo necessária para
encher um volume
• Vazão = Q = Volume/tempo
• Volume= área x h
• Área = largura x comprimento
• Q = larg x comp x h/t
• b) Medidor Parshall: usado para medir a vazão e processar a mistura
rápida dos produtos químicos na água. Na forma de um canal aberto
com dimensões padronizadas
• C) Medidor Eletromagnético (com sensor ).
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42. Técnicas de Tratamento
Exercício
Em uma determinada vazão são necessárias 4
horas para encher um reservatório medindo
h: 4 m , L: 12 m e profundidade: 5 m.
Qual a vazão ?
43. Esquema Convencional
Produtos
Aerador Químicos
Rio ou
lago
Sedimentador
Capitação Reator de
mistura Floculador
Químicos controle Lodo
de pH e fluoretação Agente
oxidante
Poço Filtro
areia
Reservatório
Agua Tratada
Câmara desinfecção
44. Técnicas de Tratamento
Aeração ou arejamento
O processo no qual o ar ou
oxigênio (fase gasosa) e a
água são colocados em
contato estreito com
finalidade de transferir
substâncias solúveis do ar
para a água (aumentando
seus teores de oxigênio e
nitrogênio), e substâncias
voláteis da água para o ar,
(permitindo a remoção do
gás carbônico em excesso,
do gás sulfídrico, do cloro,
metano e substâncias
aromáticas voláteis), assim
Aeração ou arejamento como, proporcionar a
oxidação e precipitação de
compostos indesejáveis, tais
como ferro e manganês.
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45. Técnicas de Tratamento
Aeração ou arejamento
O Problema – Águas naturais H2S, O2, N2 e
CO2
Ausência de O2 pode promover a
manutenção de Fe e Mn (bicarbonato ferroso)
Excesso de CO2 água com
características de agressividade (corrosão)
Presença de H2S odor e sabor
Qual a solução ?
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46. Técnicas de Tratamento
Aeração ou arejamento
A Solução Aeração Objetivos
a) Remoção de gases dissolvidos em
excesso e de substâncias voláteis
CO2 em teores elevados (água corrosiva)
H2S prejudica odor/sabor
Aromáticos voláteis – odor/sabor
Cloro e metano – odor/sabor
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47. Técnicas de Tratamento
Aeração ou arejamento
A Solução Aeração Objetivos
b) Introdução de gases na água
O2 para oxidação de compostos ferrosos
e/ou manganosos
Aumentar os teores de O2 e N2 dissolvidos
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48. Técnicas de Tratamento
Aeração ou arejamento
Quando devemos usar ?
só nos casos em que a água apresentar falta ou
excesso de gases e subst. voláteis intercambiáveis.
CO2 em excesso
substâncias voláteis aromáticas (origem
vegetal)
gás sulfídrico
ferro dissolvido facilmente oxidável (*)
(*) ferro ligado a compostos orgânicos NÃO são
facilmente oxidáveis
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49. Técnicas de Tratamento
Aeração - Equipamentos
Aerador de Tabuleiro
(são mais indicados para
adição de O2 e oxidação
de compostos Fe e Mn)
Aerador de bandejas
Aerador de Cascata
(instalações pequenas)
Reduz de 20 a 40% CO2
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53. Técnicas de Tratamento
Pré-Cloração
Quando devemos usar ?
para oxidação de ferro ligados a compostos
orgânicos.
Como ?
Dosa-se o agente oxidante clorado (ex.:
hipoclorito de sódio) p/ oxidação de Ferro e
do Manganês bivalentes
As reações de oxidação são em função do
pH
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54. Técnicas de Tratamento
Pré-Cloração
Reações de oxidação do Fe e Mn
(I) 2Fe(HCO3)2 + Ca(HCO3)2 + Cl2 2Fe(OH) 3 + CaCl2 +
6CO2
1 mg/L de cloro oxida 1,58 mg/L de Fe (ph 8 - 8,3) em
15/30 min
(II) Mn(HCO3) 2 + Ca(HCO3) 2 + Cl2 MnO2 + CaCl2 +
4CO2 + 2H2O
1 mg/L de cloro oxida 0,78 mg/L de Mn (ph 8 - 8,3) em
2/3 h
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55. Técnicas de Tratamento
Pré-Cloração
Vantagens em relação a aeração
taxa de oxidação mais rápida
capacidade de oxidação de ferro ligados a
compostos orgânicos
Desvantagens
formação de THMs, provenientes das
reações do cloro com a matéria orgânica (ex.:
subst. húmicas e ácido fúlvicos.
necessidade de monitoramento dos THMs
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56. Técnicas de Tratamento
Remoção do Ferro
VMP = 0,3 mg/L de Fe
Com MO Sem MO
Tratamento Aeração seguida
químico: de contato (filtro
Pré-cloração, rápido)
coagulação,
preciptação e
filtração
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57. Técnicas de Tratamento
Mistura Rápida
Finalidade de
promover a
dispersão do
coagulante de
forma homogênea
e mais rápida
possível
Mistura Rápida
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58. Técnicas de Tratamento
Mistura Rápida
Não Mecanizada
calha Parshall
vertedouro retangular
vertedouro triangular
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59. Técnicas de Tratamento
Mistura Rápida
Mecanizada
agitador tipo turbina (fluxo axial)
agitador tipo turbina (fluxo radial)
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60. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
Sulfato de alumínio (liq. ou sol.) 5 a 100 mg/L
Dosagem de
Cloreto férrico (sol.) 5 a 70 mg/L
Coagulante
Sulfato férrico (sol.) 8 a 80 mg/L
Coagulante orgânico catiônico (sol. 1 a 4 mg/L
ou liq.)
Cloreto de Polialumínio (sol. ou liq.) -
O uso do sulfato de alumínio como coagulante irá aumentar o
nível de sulfato, porém não excederá o padrão de potabilidade
(250 mg/L)
61. Técnicas de Tratamento
Mistura Rápida
Exercício – Sulfato de Alumínio
Produto diluído à sol. 5%
Dosagem média: 25 a 35 mg/L
Qual a dosagem em ml da solução
de sulfato de sódio a 5% por m3 de
água a ser tratada ?
considerar d=1,0 g/L
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62. Técnicas de Tratamento
Estudo de Caso
Teor de ferro como fator limitante para performance da ETA !!!
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63. Onde Estudar a Aula de Hoje
Nos Livros
• Azevedo Netto, José & Richter, Carlos –
Tratamento de Água – Tecnologia Atualizada – Ed.
Blücher ( Cap. 2, 4 e 5)
• Mierzwa, José Carlos & Hespanhol, Ivanildo –
Água na Industria – Uso Racional e Reuso – Ed.
Oficina de Textos (Cap. 4 – Técnicas de
Tratamento de Água)