Qualidade da Água
As águas naturais contêm substâncias e elementos essenciais ao
desenvolvimento do ser humano. Por outro lado, as águas naturais podem
conter organismos, substâncias, compostos e elementos prejudiciais à
saúde.
Água potável não é água pura, quimicamente falando. Na realidade, a
água potável é uma solução de uma infinidade de substâncias, algumas das
quais a água trouxe consigo da natureza e outras que podem ser
introduzidas ao longo dos processos de tratamento.
Qualidade da água - Parâmetros
pH - É usado universalmente para exprimir a
intensidade com que determinada solução é ácida ou alcalina. Diz-se que a
solução é ácida se seu pH é inferior a 7, e que ela é alcalina se seu
pH é superior a 7. Uma solução, cujo pH é igual a 7, é neutra. Para
tratamento da água, o pH é, sem dúvida, um dos mais importantes
parâmetros uma vez que existe um pH ótimo de floculação e decantação.
Cor
- A cor natural das águas potabilizáveis deve-se à variedade de
substâncias que podem estar presentes, sob forma de solução, A cor
aparente é dada por uma água não centrifugada e a real é dada após
separarmos as partículas em suspensão presentes.
Turbidez
- Diz-se que a água é turva quando contém matérias em suspensão, que
interferem com a passagem da luz através dela, ou na qual é restringida a
visão em profundidade de certa amostra. A turbidez das águas é devida à
presença de partículas em estado coloidal, em suspensão, matéria
orgânica e inorgânica finamente dividida, plancton e outros organismos
microscópios. Evidentemente ela tende a ser mais alta nos cursos d'agua,
nos quais a água está em constante agitação, e menor nos lagos, nos
quais o repouso da água permite a sedimentação das matérias em
suspensão. A turbidez pode variar de zero, em águas puras, até centenas
ou milhares de unidades, em cursos d'agua poluídos. As leituras são
determinadas são em unidades nefelométricas de turbidez (UNT ou NTU).
Alcalinidade
- O termo alcalinidade traduz a capacidade de certa água em neutralizar
ácidos. Quanto maior a alcalinidade de uma água, maior é a dificuldade
que ela apresentará para variar seu pH quando lhe aplicamos um ácido ou
uma base.
De modo geral, a alcalinidade das águas naturais está
relacionada com a presença de sais de ácidos fracos, especialmente
bicarbonatos. Esses sais, quando presentes, resultam da ação da água
sobre os carbonatos presentes no solo, especialmente bicarbonatos de
cálcio. Em laboratório se determina os valores da alcalinidade total, da
alcalinidade de bicarbonatos e da alcalinidade de carbonatos.
Dureza
- Denomina-se genericamente de águas duras aquelas que necessitam de
grandes quantidades de sabão para produzirem espuma, e que, além disto,
incrustam caldeiras, aquecedores, tubulações de água quente e outras
unidades em que a água escoa submetida a temperaturas elevadas. Águas de
superfície são mais brandas que as subterrâneas. (poços) tendo em vista
que a qualidade das águas reflete a natureza das formações geológicas
com as quais entra em contato. De modo geral, ela é devida à presença de
cálcio e magnésio.
Quando o cálcio e o magnésio ocorrem nas
águas naturais, eles costumam estar associados a carbonatos e
bicarbonatos, assim nossas águas, quando duras, em geral são também
alcalinas. Por este motivo, as análises de dureza expressam seus
resultados em termos de CaCO3, independentemente de seu agente causador.
Classificação para as águas, conforme sua dureza:
Branda: 0 a 75 mg/l de CaCO3
Moderadamente dura: 75 a 150 mg/l de CaCO3
Dura: 150 a 300 mg/l de CaCO3
Muito dura: acima de 300 mg/l de CaCO3
Ferro - O ferro é um dos metais mais abundantes
da crosta terrestre. Pode ser encontrado nas águas naturais em
concentrações que variam de 0,5 a 50 mg/l. É um elemento nutricional
essencial ao ser humano. Quando presente na água em sua forma solúvel,
ele é incolor, porém oxidado, devido à aeração ou cloração da água, ele
se precipita na água com uma cor avermelhada que tende a assustar os
consumidores.
A Organização Mundial da Saúde não estabelece
concentrações limite para esse metal. Cita que concentrações da ordem de
2 mg/l podem ser consumidas sem risco para a saúde, mas adverte que
concentrações superiores a esse valor podem levar à rejeição da água por
parte dos consumidores, por comunicarem-lhe certo sabor ou por razões
estéticas.
Manganês - O manganês é um dos metais
mais abundantes da crosta terrestre e geralmente é encontrado junto com o
ferro. Quando presente na água em sua forma solúvel, ele é incolor.
Porém, se, por alguma razão, ele é oxidado (devido à aeração ou cloração
da água se precipita na água. Esse precipitado tem cor negra e tende a
assustar os consumidores. Não existem estudos conclusivos capazes de
associar a presença de manganês à saúde humana. A Organização Mundial da
Saúde estabelece a concentração de 0,5 mg/l para esse metal, mas
reconhece que concentrações superiores a esse valor podem levar à
rejeição da água por parte dos consumidores, por razões estéticas.
Cloretos
- A presença de cloretos na água pode estar atribuída à existência de
jazidas naturais no caminho percorrido por ela (salgema, por exemplo), e
também à poluição por esgotos sanitários e efluentes industriais.
Concentrações excessivas de cloretos aceleram a corrosão dos metais. No
caso de sistemas distribuidores construídos utilizando tubulações
metálicas, cloretos em excesso aumentarão a concentração dos metais na
água potável, em virtude da corrosão das canalizações. Existem fontes
mais importantes de cloretos que a água potável às quais o ser humano se
encontra exposto, tais como as saladas consumidas nas refeições e que
são temperadas com sal (cloreto de sódio). Não obstante, concentrações
de cloretos superiores a 250 mg/l causam gosto perceptível à água, e
tendem a ser rejeitadas.
Sulfatos - Diversos
minerais presentes na natureza contém sulfatos, podendo, por este
motivo, atingir as águas. Entretanto, eles podem estar presentes em
efluentes de diversas atividades industriais, especialmente químicas. O
íon sulfato é pouco tóxico, mas pode ter efeito purgativo. O sulfato de
magnésio foi utilizado durante muito tempo com essa finalidade. O Valor
limite de 500 mg/l foi estabelecido por essa razão. A presença de
sulfatos pode comunicar certo gosto perceptível pelo consumidor, e
contribuir para acelerar a corrosão dos materiais metálicos componentes
de redes distribuidoras.
Coliformes totais e fecais
- As análises bacteriológicas visam à determinação da presença de
bactérias denominadas coliformes.Tais bactérias vivem no trato
intestinal de animais de sangue quente, entre eles o homem, mas existem
algumas espécies de vida livre, isto é, que podem viver no solo. Daí o
fato de se efetuar análises para a determinação de coliformes totais e
fecais. A presença de coliformes fecais na água indica a possibilidade
de contaminação por fezes humanas, embora não comprove. Por este motivo,
diz-se que os coliformes são indicadores de contaminação.
Ressalte-se que os coliformes,
por si só, não são patogênicos quando presentes nas concentrações
usuais no ser humano, mas sua presença na água indica a possibilidade da
presença de organismos patogênicos.
Produtos Químicos usados no Tratamento de Água
Coagulação
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Auxiliares de Coagulação
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Ajuste de pH
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Controle de corrosão
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Controle de orgânicos:
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sulfato de alumínio;
sulfato ferroso;
sulfato férrico;
cloreto férrico;
caparrosa clorada
(solução de sulfato férrico
e cloreto férrico);
aluminato de sódio.
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bentonita;
carbonato de cálcio;
silicato de sódio;
Polimeros Acrilamida
(Polieletrólitos);
gás carbônico.
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cal hidratada;
carbonato de cálcio;
carbonato de sódio
(soda ou barrilha);
hidróxido de sódio
(soda cáustica);
gás carbônico;
ácido clorídrico;
ácido sulfúrico
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cal hidratada;
carbonato de sódio;
hidróxido de sódio;
gás carbônico;
polifosfatos de sódio
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Cloraminas;
Dióxido de cloro.
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Abrandamento
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Oxidantes
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Controle de odor e sabor
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Desinfecção
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Fluoretação
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cal hidratada;
carbonato de sódio;
cloreto de sódio;
gás carbônico;
resinas abrandadoras
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cloro;
hipoclorito de cálcio;
hipoclorito de sódio;
dióxido de cloro;
ozônio;
permanganato de potássio.
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carvão ativado;
dióxido de cloro;
cloro;
ozônio;
permanganato de potássio;
bentonita.
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cloro;
hipoclorito de sódio;
hipoclorito de cálcio;
dióxido de cloro;
amônia anidra;
hidróxido de amônia;
sulfato de amônia;
ozônio.
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fluorsilicato de sódio;
ácido fluorsilícico;
fluoreto de sódio (fluorita).
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Coagulação - As impurezas contidas na água podem
encontrar-se em Suspensão ou Dissolvidas. As suspensões podem ser do
tipo grosseiras, facilmente capazes de flutuar ou decantar quando a água
estiver em repouso (ex: folhas, sílica, restos vegetais, etc.); podem
ainda ser do tipo fino, representado pela turbidez, bactérias, plankton,
etc. e as coloidais, representadas pelas emulsões (CO2), ferro e
manganês oxidado, etc.
As impurezas dissolvidas são a dureza
(sais de cálcio e magnésio), ferro e manganês não oxidados.
A coagulação tem por objetivo aglomerar as impurezas que se encontram em
suspensão ou em estado coloidal e algumas que se encontram dissolvidas
em partículas maiores que possam ser removidas por decantação ou
filtração.
Este fenômeno de aglomeração ocorre devido à duas ações distintas: (a)
desestabilidade por adição de produtos químicos que neutralizam as
forcas elétricas superficiais e se anulam as forcas repulsivas
(coagulação) e (b) aglomeração dos colóides
“descarregados” até a formação de flocos que sedimentam a uma velocidade
adequada.
Esta aglomeração ou floculação é facilitada pela agitação suave para
facilitar o contato dos flocos uns com os outros sem, contudo,
quebrá-los.
Os reagentes utilizados no processo de coagulação:
(a) Coagulantes, geralmente de ferro ou alumínio são
capazes de produzir hidróxidos gelatinosos insolúveis e englobar as
impurezas. (b) Alcalinizantes são capazes de conferir a
alcalinidade necessária à coagulação (cal viva - óxido de cálcio;
hidróxido de cálcio; hidróxido de sódio – soda caustica; carbonato de
sódio – barrilha) e os (c) Coadjuvantes capazes de
formar partículas mais densas e tornar os flocos mais lastrados (argila,
sílica ativa, polieletrólitos, etc.).
Os Coagulantes reagem com
álcalis produzindo hidróxidos gelatinosos que envolvem e adsorvem
impurezas (remoção de turbidez) e produzem íons trivalentes de cargas
elétricas positivas, que atraem e neutralizam as cargas elétricas dos
colóides que, em geral são negativas (remoção de cor).
Os fatores
que influenciam a coagulação são: espécie de coagulante, quantidade de
coagulante, turbidez e cor a serem removidas, teor bacteriológico,
quantidade de colóides, quantidade de emulsificantes, substancias
coloridas diversas, alcalinidade, teor de ferro, matéria orgânica, pH,
há um pH ótimo de floculação, que é determinado experimentalmente, tempo
de misturas rápidas e lenta, temperatura, agitação e presença de
núcleos.
Coagulantes Utilizados
O sulfato de alumínio
é o mais utilizado entre os coagulantes. É um sólido cristalino de cor
branco-acinzentada contendo 17% de Al2O3 solúvel em água. É disponível
em pedra, pó ou em soluções concentradas. Na água o Al2(SO4)3 . 18H2O
reage com a alcalinidade natural formando o Al(OH)3. O Al(OH)3 irá
formar os flocos e o CO2 é o responsável pelo aumento da acidez da água.
Quando a alcalinidade natural é reduzida, geralmente adiciona-se cal
((Ca(OH))2 ou carbonato de sódio Na2CO3.
Outros coagulantes e adjuvantes
Coagulante ou Floculante
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Função
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Al2(SO4)3 – Sulfato de Alumínio
PAC – Policloreto de Alumínio
FeCl3 – Cloreto Férrico
FeSO4 – Sulfato Ferroso
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Cátions
polivalentes (Al 3+, Fe 3+, Fe 2+, etc..) neutralizam as cargas
elétricas das partículas suspensas e os hidróxidos metálicos (Ex: Al2
(OH)3)) ao adsorverem os particulados geram uma floculação parcial.
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| Ca(OH)2 – Hidróxido de Cálcio |
Usualmente
utilizado como agente controlador de pH porém os íons de cálcio atuam
também como agentes de neutralização das cargas elétricas
superficiais funcionando como um coagulante inorgânico.
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Polímeros Aniônicos e Não Iônicos
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Geração de pontes entre as partículas já coaguladas e a cadeia do polímero gerando flocos de maior diâmetro
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Polímeros catiônicos
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Neutralização das
cargas elétricas superficiais que envolvem os sólidos suspensos e
incremento do tamanho dos flocos formados (via formação das pontes).
Usualmente empregado no tratamento de lamas orgânicas.
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Policátions
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Polieletrólitos
catiônicos de baixo peso molecular que neutralizam as cargas
superficiais e aumentam o tamanho dos flocos. Usados em substituição
aos floculantes inorgânicos convencionais.
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Alcalinizantes: Dentre os alcalinizantes o mais
utilizado, pelo seu baixo custo, é a Cal (cal virgem ou viva, cal
hidratada ou extinta, cal dolomítica, são outras denominações do óxido
de cálcio). Pode também ser utilizado o hidróxido de cálcio [CaOH)2] e
de misturas deste com o óxido de magnésio (MgO) e o hidróxido de
magnésio [Mg(OH)2].
Cal Virgem - Ca O da ordem 80% (rejeitar com menos de 70%)
Cal Hidratada - Ca O da ordem 90% (rejeitar <60 br="">
Carbonato de Sódio (barrilha) Na2CO3 - 99,4% de Na2 CO3 e 58 % de Na2O
Auxiliares de Coagulação: Dificuldades com a
coagulação, freqüentemente, ocorrem devido aos precipitados de baixa
decantação, ou flocos frágeis que são facilmente fragmentados sob forças
hidráulicas, nos decantadores e filtros de areia. Os auxiliares de
coagulação beneficiam a floculação, aumentando a decantação e o
enrijecimento dos flocos. Os materiais mais utilizados são os
polieletrólitos, a sílica ativada, agentes adsorventes de peso e
oxidantes.
Polímeros Sintéticos ou Polieletrólitos:
São substâncias químicas orgânicas de cadeia longa e alto peso
molecular, disponíveis numa variedade de nomes comerciais.
Polieletrólitos são classificados de acordo com a carga elétrica na
cadeira do polímero, os carregados positivamente são chamados de
catiônicos e os que não possuem carga elétrica são os não-iônicos. Os
antônicos e os não-iônicos são geralmente utilizados com coagulantes
metálicos para promoverem a ligação entre os colóides, a fim de
desenvolver flocos maiores e mais resistentes.
A dosagem
requerida de um auxiliar de coagulação é da ordem de 0,1 a 1,0 mg/L. Na
coagulação de algumas águas, os polímeros podem promover floculação
satisfatória, com significativa redução das dosagens de sulfato de
alumínio. As vantagens potenciais são a reduções da quantidade de lodo e
maior facilidade para desidratação.
Polímeros Catiônicos
tem sido usados com sucesso, em alguns casos, como coagulantes
primários. Embora o custo destes polímeros seja maior que o do sulfato,
as dosagens requeridas são reduzidas, podendo igualar o custo final.
Adicionalmente, ao contrario do lodo gelatinoso e volumoso oriundo do
sulfato de alumínio, o lodo formado pelo uso de polímeros é mais denso e
fácil de ser desidratado, facilitando o manuseio e disposição. Algumas
vezes, polímeros catiônicos e não-iônicos podem ser usados conjuntamente
para formar um fluxo adequado, o primeiro sendo coagulante primário e
segundo auxiliar de coagulação. Apesar de diversos avanços neste campo,
existem varias águas que não podem ser tratadas apenas com
polieletrólitos. Testes devem ser realizados para obtenção da eficiência
um polieletrólito no tratamento de uma determinada água.
Sílica Ativada:
É o silicato de sódio tratado com ácido sulfúrico, sulfato de alumínio,
dióxido de carbono ou cloro. Como auxiliar de coagulação ela apresenta
as seguintes vantagens: aumenta a tava de reação química, reduz a
dosagem de coagulante, aumenta a faixa de pH ótimo e produz um floco com
melhores propriedades de decantação e resistência. A desvantagem em
relação aos polieletrólitos é a necessidade de um controle preciso de
preparo e dosagem.
Dosagem de 7 a 11% da dosagem do coagulante
primário expresso em mg/L de SiO2. Quando utilizada junto com o sulfato
de alumínio ou sulfato ferroso, a sílica, por sua elevada carga
negativa, promove a formação de flocos maiores, mais densos e
resistentes, o que aumenta a eficiência de coagulação. A sílica, mesmo
um pequenas quantidades causa prejuízos as caldeiras à vapor.
Argilas
Bentoniticas: Usadas no tratamento de águas contendo alto teor de cor,
baixa turbidez e baixo conteúdo mineral. Nestas condições, os flocos de
Fe ou Al são demasiadamente leves para decantar rapidamente. A adição da
argila resulta num aumento de peso do floco melhorando a
decantabilidade. A dosagem deve ser feita na forma de testes mas as
dosagens são da ordem de 10 a 15 mg/L.
Carvão Ativado:
Aplicam na forma de pó, tem grande poder de adsorção. É bastante
empregada no tratamento da água com gosto e odor provocador por material
orgânico.
Ácido Sulfúrico: É usado como auxiliar na coagulação de águas de cor e pH bastante elevados
Jornalista Helena Chagas, do blog OS Divergentes, também
observa que pode se intensificar a demandada de líderes do governo do golpista
Michel Temer, de olho nas eleições de 2018; "Aquela esperança de tudo se
ajeitar – o governo do peemedebista consertar a economia e ter forte
influência na própria sucessão -, pode esquecer, conforme ficou claro
hoje em duas más notícias para o Planalto: o desemprego recorde na casa
dos 13% e a última rodada da pesquisa CNI/Ibope", diz Chagas; "A esta
altura, o maior risco para o Planalto é a deserção de aliados que, já de
olho na eleição do ano que vem, podem começar a achar que não será
vantajoso chegar lá ao lado do atual governo"
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