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Pouca gente talvez, ao beber um copo de água ou ao abrir uma torneira, pare para pensar de onde ela vem. No entanto, diariamente milhões de pessoas estão no mesmo instante abrindo uma torneira para beber, para cozinhar, para tomar banho ou lavar roupa

Água - Fonte da Vida


Milhares de fábricas gastam enormes quantidades de água; milhões de pessoas retiram água de poços, de rios e de lagos. De onde vem toda essa água? Como ela vai para os poços? Como se obtém os milhões e milhões de litros de água consumidos diariamente nas grandes cidades? Para responder estas perguntas seria necessário remontar a origem da terra, porém o nosso objetivo é discutir o processo de tratamento e principalmente os aspectos analíticos que envolvem estes processos.

A água absolutamente pura, sem nenhum contaminante tem as seguintes características:

-É límpida e cristalina;
-Não tem gosto;
-Ferve a temperatura de 100ºC; (à pressão atmosférica);
-Congela a temperatura de 0ºC. (à pressão atmosférica);

Além destas características a água tem outras propriedades:

-A água pode reter grande parte dos materiais com que entra em contato.
-A água tem a capacidade de guardar o calor facilmente.

Como exemplo podemos lembrar que facilmente aquecemos a água com que preparamos a sopa para nos esquentarmos nos dias frios, ou quando chega o tempo quente, procuramos as praias para nos refrescarmos.

Mas na terra é raro dispomos de água pura. Observando o ciclo da água podemos notar que constantemente a água está sendo contaminada, principalmente devido a sua grande capacidade de reter o material com que entra em contato. Com base nestas condições podemos facilmente supor que é indispensável que a água passe por um tratamento para poder ser utilizada por seres humanos e também em muitos processos industriais.


Por definição, tratamentos primários são todos os processos físico-químicos a que é submetida uma água, para modificar sua qualidade, tornando-a com características que atendem as especificações solicitadas para uma determinada aplicação industrial, ou para consumo potável.

Podemos definir, para melhor compreensão, que um tratamento primário de água é aquele que modifica a qualidade da água quanto ao aspecto, cor, turbidez, etc., bem como modifica as características químicas, em alguns casos de forma bastante intensa.

O fornecimento de água potável de qualidade para as comunidades é, hoje em dia, um grande desafio por diversas razões. As comunidades estão cada vez mais aumentando a demanda por água e os sistemas têm, em contrapartida, limitações como: suprimento e capacidade de tratamento limitados, proteção contra contaminações, e legislação com regras bastante exigentes e em atualização.

Para atender a estas demandas, a companhias de água devem monitorar os parâmetros de qualidade da água bem de perto e ter a máxima atenção às variações no sistema.

A primeira função de uma Estação de Tratamento de Água (ETA) é fornecer uma água que seja segura para o consumo através da remoção dos contaminantes e da destruição de organismos perigosos existentes na água. Ainda na fase de tratamento são acompanhados parâmetros tais como gosto, cheiro, e aparência. Produtos químicos são adicionados para reduzir a corrosividade, controlar o teor de cloro, etc. O Fluoreto (Flúor) freqüentemente é adicionado para prevenir problemas dentários.

As águas subterrâneas tipicamente contêm poucos organismos e baixa turbidez, porém tem alta quantidade de minerais. Águas de superfície, por outro lado, geralmente contém muitos organismos e alta turbidez porém tem baixa quantidade de minerais dissolvidos. Cada fonte de água requer diferentes tratamentos para tornar o processo possível e efetivo.

A figura 1 apresenta as principais fases do processo de uma ETA e a seguir descreveremos os aspectos típicos de cada uma delas.


F.1- Visão geral de uma ETA.


Entrada e Pré-tratamento


F.2- Principais Características de entrada.



F.3 – Entrada e Pré-tratamento.

A entrada de água de uma ETA pode variar muito quanto à quantidade de sólidos, minerais dissolvidos, matéria orgânica e organismos aquáticos que contenha. Este fluxo, principalmente quando oriundo de uma fonte de superfície, pode conter detritos que podem entupir tubulações e danificar bombas e outros equipamentos.

O pré-tratamento remove estes detritos antes da água entrar no tratamento propriamente dito. Telas e peneiras removem os detritos maiores. Pré-sedimentadores podem remover pedras, areia e sedimentos. Micro-peneiras removem algas e outros organismos aquáticos.

A aeração pode ser utilizada em águas subterrâneas para remover o excesso de ferro, manganês, sulfeto de hidrogênio, e dióxido de carbono. Um desinfetante pode ser aplicado nesta etapa para remoção de gosto, odores, substâncias orgânicas, óxido de ferro, manganês e sulfeto de hidrogênio.


Principais Características da Entrada

Uma vez dentro da ETA, as partículas finas são removidas por coagulação e floculação. A coagulação envolve a adição de químicos tais como, sulfato de alumínio que é adicionado e misturado, o que provoca a aglomeração das partículas. O grau de eficiência deste processo depende muito de alguns fatores tais como, alcalinidade, pH, turbidez e temperatura da água, bem como, de quanta matéria orgânica e de minerais presentes. Um controle apurado destes parâmetros é essencial no processo de coagulação.

O coagulante por si só pode afetar significantemente a quantidade de partículas a serem removidas. Além do sulfato de alumínio e sais de ferro, alguns polímeros também podem ser utilizados como coagulantes. A escolha do coagulante depende da carga de minerais e matéria orgânica. A tabela 1 mostra os principais parâmetros monitorados na E.T.A.


T.1 – Principais parâmetros monitorados na E.T.A.

Misturador / Floculador

A floculação segue a coagulação e envolve uma mistura lenta para aumentar o tamanho das partículas aglomeradas. Enquanto uma alta velocidade de mistura é importante no processo de coagulação, uma velocidade mais lenta é melhor para permitir uma colisão das partículas e a formação de partículas maiores, conhecidas como flocos (figura 4).


F.4- Misturador / Floculador.


Clarificação e Filtração

O processo de clarificação separa os flocos da água. Os flocos são removidos na forma de lodo o que torna a água limpa, que então passa filtros largos para remoção das partículas remanescentes.

A remoção dos flocos antes da água entrar nos filtros reduz consideravelmente a necessidade de manutenção dos filtros (figura 5).


F.5 – Clarificação e Filtração.


Clarificação

Os clarificadores tradicionais, também são conhecidos como bacias de sedimentação, e usam a gravidade para remover os flocos da água. Placas ou tubos no interior do tanque reduzem a velocidade do fluxo de entrada. A gravidade permite aos flocos “caírem” para o fundo do tanque e formarem o lodo. A água limpa que permanece no clarificador sai pelo topo e flui para as camas de filtragem (figura 6).


F.6 – Clarificação.

Existem diversos tipos de clarificadores e nem todos utilizam a sedimentação para a remoção. Alguns, por exemplo, utilizam o processo onde os flocos flutuam na superfície e são removidos mecanicamente.

Independentemente do processo de clarificação, a performance de todos eles é determinada pela monitoração da turbidez. Os níveis comuns de turbidez da água após a clarificação são de 10 a 15 NTU. Normalmente a monitoração da turbidez ou contagem de partículas é feita antes e após a clarificação. A diferença entre estes dois valores é dada como a % de remoção.

Remoção de material precipitado/lama

A água que vem do floculador flui por um enorme tanque chamado clarificador. Em um clarificador industrial, os flocos “caem” para o fundo do clarificador e formam uma camada de lodo. O lodo é raspado por um raspador de fundo e removido através de uma tubulação apropriada (figura 7).


F.7 – Remoção de Lodo.

O lodo pode ser perigoso para a vida aquática e deve ser coletado para uma disposição apropriada. Usualmente temos dois tipos de disposição: o envio para uma estação de tratamento de esgoto ou a secagem em lagoas e posterior envio para aterros sanitários. Em alguns casos, o lodo não é perigoso e pode ser reciclado para uso como adubo na agricultura.