Prof. Dr. Roque Passos Piveli Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho Prof. Dr. Theo Syrto Octavio de Souza.

Apresentação em tema: "Prof. Dr. Roque Passos Piveli Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho Prof. Dr. Theo Syrto Octavio de Souza."— Transcrição da apresentação:

1 Prof. Dr. Roque Passos Piveli Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho Prof. Dr. Theo Syrto Octavio de Souza

2  Introdução  Definição  Agentes desinfetantes  Histórico do processo de desinfecção  Aspectos químicos do cloro em meio aquoso

3  Demanda de cloro – Reações com nitrogênio amoniacal  Avaliação da eficácia do processo de desinfecção  Cinética do processo de desinfecção  Fluoretação  Exercícios

4 ManancialCoagulaçãoFloculaçãoSedimentação Filtração Desinfecção FluoretaçãoCorreção de pH Água Final Agente oxidante CAP CoagulanteAlcalinizante Agente oxidante Polímero Agente oxidante Flúor Alcalinizante

5 Definição: O propósito do processo de desinfecção é eliminar, de modo econômico, os microrganismos patogênicos presentes na fase líquida.

6 Definição: Processo de destruição de todas as formas de vida microscópica

7  Agentes físicos  Temperatura  Radiação  Filtração  Agentes químicos  Fenóis  Álcoois  Halogênios  Metais pesados  Ácidos e bases

8  Atividade antimicrobiana  Solubilidade  Estabilidade  Inocuidade para o homem e os animais  Ausência de combinação com material orgânico estranho

9  Apresentar toxicidade para os microrganismos em temperatura ambiente  Ausência de poderes corrosivos e tintoriais  Disponibilidade

10  Cloro (Cloro gasoso, Hipoclorito de Sódio e Hipoclorito de cálcio)  Cloraminas  Dióxido de cloro  Ozônio  Radiação Ultra-Violeta

11

12

13  Evidências de John Snow - 1854  Teoria dos germes - Louis Paster e Robert Koch - 1870  Poder do cloro na ação desinfetante - Robert Koch - 1881

14  Primeiras aplicações do cloro como agente regular no processo de desinfecção de águas de abastecimento  Alemanha (1890)  Inglaterra - Lincon - (1905)  Estados Unidos - Chicago - (1908)

15 Taxa de mortalidade de febre tifóide nos Estados Unidos da América Fonte: Jacangelo, M. (2001)

16  Alterações das moléculas de proteínas e de ácidos nucleicos  Lesão da parede celular  Alteração da permeabilidade celular  Inibição da ação enzimática

17  Avaliação do processo Monitoramento da concentração de microrganismos patogênicos Monitoramento da concentração de microrganismos patogênicos Monitoramento da concentração de microrganismos indicadores Monitoramento da concentração de microrganismos indicadores

18  Grupos coliformes totais  Contagem de bactérias heterotróficas  Grupos coliformes fecais ou termotolerantes

19  Grupos coliformes totais  Contagem de bactérias heterotróficas  Grupos coliformes fecais ou termotolerantes

20  Grupos coliformes totais  Contagem de bactérias heterotróficas  Grupos coliformes fecais ou termotolerantes

21

22  Oxidação de compostos inorgânicos (Fe +2 e Mn +2 )  Desinfecção  Remoção de cor real  Controle de gosto e odor em águas de abastecimento

23  Oxidação de compostos inorgânicos (Fe +2 e Mn +2 )  Desinfecção  Remoção de cor real  Controle de gosto e odor em águas de abastecimento

24  Oxidação de compostos inorgânicos (Fe +2 e Mn +2 )  Desinfecção  Remoção de cor real  Controle de gosto e odor em águas de abastecimento

25  Oxidação de compostos inorgânicos (Fe +2 e Mn +2 )  Desinfecção  Remoção de cor real  Controle de gosto e odor em águas de abastecimento

26  Oxidação de compostos orgânicos sintéticos  Minimização de subprodutos da desinfecção  Auxiliar do processo de coagulação e floculação  Controle microbiológico das unidades componentes das ETAs

27  Oxidação de compostos orgânicos sintéticos  Minimização de subprodutos da desinfecção  Auxiliar do processo de coagulação e floculação  Controle microbiológico das unidades componentes das ETAs

28  Oxidação de compostos orgânicos sintéticos  Minimização de subprodutos da desinfecção  Auxiliar do processo de coagulação e floculação  Controle microbiológico das unidades componentes das ETAs

29  Oxidação de compostos orgânicos sintéticos  Minimização de subprodutos da desinfecção  Auxiliar do processo de coagulação e floculação  Controle microbiológico das unidades componentes das ETAs

30

31  Cloro gasoso (Líquido – Gás)  Hipoclorito de sódio (Solução líquida)  Hipoclorito de cálcio (Sólido)

32  Cloro gasoso (Líquido – Gás)  Hipoclorito de sódio (Solução líquida)  Hipoclorito de cálcio (Sólido)

33  Cloro gasoso (Líquido – Gás)  Hipoclorito de sódio (Solução líquida)  Hipoclorito de cálcio (Sólido)

34

35

36

37  Cilindros de 45 kg (Retirada de gás)  Cilindros de 90 kg (Retirada de gás)  Cilindros de 900 kg (Gás ou Líquido)  Carretas de 18 toneladas (Líquido)  Carretas de 20 toneladas (Líquido)  Tanque estacionário de 50 toneladas * Observação: Retirada de cloro gasoso é limitado a 1% de sua capacidade mássica por hora

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54  Vídeo – Evaporadores e cloradores (ETA ABV)  Vídeo – Evaporadores e cloradores (ETA Baixo Cotia)

55

56

57  Vídeo – Aplicação de cloro na forma de pós-cloração (ETA ABV)

58

59

60 Q,C l,0 Q,C l As limitações impostas pelo processo de transferência de massa do cloro da fase gasosa para a fase líquida não permite a sua aplicação na forma gasosa !!!

61 Hipoclorito de Sódio Hipoclorito de Cálcio

62

63

64

65

66 Reações com compostos orgânicos Reações com compostos orgânicos Reações com compostos fenólicos Reações com compostos fenólicos Reações com substâncias húmicas Reações com substâncias húmicas

67 Reações com compostos orgânicos Reações com compostos orgânicos Reações com compostos fenólicos Reações com compostos fenólicos Reações com substâncias húmicas Reações com substâncias húmicas

68

69

70

71

72

73

74 Cl 2 /NH 3 -N (Base Mássica) 2 46 8 1012 Zona A Zona B Zona C Cl 2 /NH 3 -N: 1,0 Cl 2 /NH 3 -N: 1,5

75 Cl 2 /NH 3 -N (Base Mássica) 2 46 8 1012 Zona A Zona B Zona C Cl 2 /NH 3 -N: 1,0 Cl 2 /NH 3 -N: 1,5

76 Cl 2 /NH 3 -N (Base Mássica) 2 46 8 1012 Zona A Zona B Zona C Cl 2 /NH 3 -N: 1,0 Cl 2 /NH 3 -N: 1,5

77 1 mol Cl 2 = 1 mol HOCl = 1 mol OCL - = 1 mol NH 2 CL 1 mol NHCL 2 = 2 moles Cl 2

78 Lei de Chick (1908) Lei de Chick (1908) Lei de Watson (1908) Lei de Watson (1908) Lei de Chick-Watson (1908) Lei de Chick-Watson (1908) Eficiência = C.t

79 Concentração mínima de cloro residual livre após a desinfecção: 0,5 mg/l Concentração mínima de cloro residual livre após a desinfecção: 0,5 mg/l Concentração mínima de cloro residual livre na rede de distribuição: 0,2 mg/l Concentração mínima de cloro residual livre na rede de distribuição: 0,2 mg/l Concentração máxima de cloro residual livre na rede de distribuição: 2,0 mg/l Concentração máxima de cloro residual livre na rede de distribuição: 2,0 mg/l Tempo de contato 30 minutos

80 Eficiência = C.t Concentração mínima de cloro residual livre após a desinfecção: 0,5 mg/l Concentração mínima de cloro residual livre após a desinfecção: 0,5 mg/l Concentração mínima de cloro residual livre na rede de distribuição: 0,2 mg/l Concentração mínima de cloro residual livre na rede de distribuição: 0,2 mg/l Concentração máxima de cloro residual livre na rede de distribuição: 2,0 mg/l Concentração máxima de cloro residual livre na rede de distribuição: 2,0 mg/l Tempo de contato 30 minutos

81 Eficiência = C.t Concentração mínima de cloro residual livre após a desinfecção: 0,5 mg/l Concentração mínima de cloro residual livre após a desinfecção: 0,5 mg/l Concentração mínima de cloro residual livre na rede de distribuição: 0,2 mg/l Concentração mínima de cloro residual livre na rede de distribuição: 0,2 mg/l Concentração máxima de cloro residual livre na rede de distribuição: 2,0 mg/l Concentração máxima de cloro residual livre na rede de distribuição: 2,0 mg/l Tempo de contato 30 minutos

82 Para cada $ 1,0 gasto em processos de fluoretação, são economizados potencialmente $ 80,0 em custos odontológicos (AWWA, 1999)

83 ManancialCoagulaçãoFloculaçãoSedimentação Filtração Desinfecção FluoretaçãoCorreção de pH Água Final Agente oxidante CAP CoagulanteAlcalinizante Agente oxidante Polímero Agente oxidante Flúor Alcalinizante

84

85

86 Fluoreto de Sódio (NaF) Fluoreto de Sódio (NaF) Fluoreto de Cálcio (CaF 2 ) Fluoreto de Cálcio (CaF 2 ) Fluossilicato de sódio (Na 2 SiF 6 ) Fluossilicato de sódio (Na 2 SiF 6 ) Ácido Fluossilícico (H 2 SiF 6 ) Ácido Fluossilícico (H 2 SiF 6 )

87

88

89

90  Vazão: 1,0 m 3 /s  Dosagem mínima de cloro: 0,8 mg/l  Dosagem média de cloro: 1,5 mg/l  Dosagem máxima de cloro: 2,5 mg/l  Tempo de contato: 30 minutos  Concentração de flúor na água bruta: 0,1 mg/l  Concentração de flúor na água final: 0,9 mg/l  Profundidade da lâmina líquida=3,5 m

91

92

93  Cálculo do volume do tanque de contato

94  Definição da geometria do tanque de contato

95 13,0 m 40,0 m 3,25 m

96

97

98

99 Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA F1F2F8 Canal de água filtrada

100 Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA F1F2 F5F6

101 Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA F1 F2 F5 F6 Canal de água filtrada

102  Cálculo do consumo diário de cloro

103  Dimensionamento do sistema de reservação Será admitido que o sistema de reservação tenha uma autonomia de 20 dias.

104  Opção 1 - Cloro gasoso 04 Cilindros de 01 tonelada cada.  Opção 2 - Hipoclorito de sódio Concentração da solução: 12,0% em peso como Cl 2 Massa específica da solução: 1.220 kg/m 3

105  Opção 2 - Hipoclorito de sódio Concentração da solução: 12,0% em peso como Cl2 Massa específica da solução: 1.220 kg/m3

106  Opção 2 - Hipoclorito de sódio Concentração da solução: 12,0% em peso como Cl 2 Massa específica da solução: 1.220 kg/m 3

107  Dimensionamento do sistema de fluoretação

108  Cálculo da massa de ácido fluossilícico Mol H 2 SiF 6 =144,1 g Massa de F por mol de H 2 SiF 6 =114

109  Dimensionamento do sistema de reservação Será admitido que o sistema de reservação tenha uma autonomia de 20 dias. Concentração da solução: 22,0% em peso como H 2 SiF 6 Massa específica da solução: 1.260 kg/m 3

110  Dimensionamento do sistema de reservação

111