DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO

Apresentação em tema: "DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO"— Transcrição da apresentação:

1 DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Prof. Dr. Roque Passos Piveli Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho Adaptado por Eudes José Arantes

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

3 DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Demanda de cloro – Reações com nitrogênio amoniacal Avaliação da eficácia do processo de desinfecção Cinética do processo de desinfecção Efeito da temperatura Fluoretação

4 TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Filtração Desinfecção Fluoretação Correção de pH Água Final Agente oxidante CAP Coagulante Alcalinizante Polímero Flúor

5 DESINFECÇÃO

6 DESINFECÇÃO

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

8 ESTERILIZAÇÃO Definição: Processo de destruição de todas as formas de vida microscópica

9 AGENTES DESINFETANTES
Agentes químicos Fenóis Álcoois Halogênios Metais pesados Ácidos e bases Agentes físicos Temperatura Radiação Filtração

10 CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE UM AGENTE DESINFETANTE
Atividade antimicrobiana Solubilidade Estabilidade Inocuidade para o homem e os animais Ausência de combinação com material orgânico estranho

11 CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE UM AGENTE DESINFETANTE
Apresentar toxicidade para os microrganismos em temperatura ambiente Ausência de poderes corrosivos e tintoriais Disponibilidade

12 PRINCIPAIS AGENTES DESINFETANTES UTILIZADOS NO TRATAMENTO DE ÁGUA
Cloro (Cloro gasoso, Hipoclorito de Sódio e Hipoclorito de cálcio) Cloraminas Dióxido de cloro Ozônio Radiação Ultra-Violeta

13 HISTÓRICO DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
Evidências de John Snow Teoria dos germes - Louis Paster e Robert Koch Poder do cloro na ação desinfetante - Robert Koch

14 HISTÓRICO DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
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 HISTÓRICO DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
5 10 15 20 25 30 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Ano Taxa de mortalidade por habitantes Início do processo de cloração Identificação dos DBP’s Protozoários resistentes a ação dos agentes desinfetantes convencionais Taxa de mortalidade de febre tifóide nos Estados Unidos da América Fonte: Jacangelo, M. (2001)

16 MODO DE AÇÃO DOS AGENTES DESINFETANTES
Lesão da parede celular Alteração da permeabilidade celular Inibição da ação enzimática Alterações das moléculas de proteínas e de ácidos nucleicos

17 EFICÁCIA DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
Avaliação do processo Monitoramento da concentração de microrganismos patogênicos Monitoramento da concentração de microrganismos indicadores

18 CARACTERÍSTICAS DE UM MICRORGANISMO INDICADOR
Estar presente na fase líquida quando da presença de microrganismos patogênicos Estar presente apenas quando a presença de microrganismos for um perigo iminente Estarem em maior número do que os microrganismos patogênicos Serem mais resistentes a ação dos agentes desinfetantes do que os microrganismos patogênicos

19 CARACTERÍSTICAS DE UM MICRORGANISMO INDICADOR
Crescerem facilmente em um meio cultura relativamente simples Estarem distribuídos randomicamente na amostra a ser examinada Crescerem de forma independente em relação a outros microrganismos quando inoculados em meio de cultura artificial

20 MICRORGANISMOS INDICADORES EM ENGENHARIA AMBIENTAL
Grupos coliformes totais Grupos coliformes fecais ou termotolerantes Contagem de bactérias heterotróficas

21 PADRÃO MICROBIOLÓGICO DE POTABILIDADE DA ÁGUA PARA CONSUMO HUMANO

22 APLICAÇÃO DO CLORO COMO AGENTE OXIDANTE E DESINFETANTE
Controle de gosto e odor em águas de abastecimento Oxidação de ferro, manganês e H2S

23 APLICAÇÃO DO CLORO COMO AGENTE OXIDANTE E DESINFETANTE
Controle do crescimento de algas nas unidades componentes da ETA Controle do crescimento microbiológico e desenvolvimento de biofilmes em redes de distribuição

24 APLICAÇÕES DO CLORO E DOSAGENS TÍPICAS

25 APLICAÇÃO DO CLORO NO TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Cloro gasoso (Líquido – Gás) Hipoclorito de sódio (Solução líquida) Hipoclorito de cálcio (Sólido)

26 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S HIPOCLORITO DE SÓDIO

27 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S CLORO GASOSO
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

28 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S CILINDROS DE 90 KG

29 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S CILINDROS DE 900 KG

30 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S CILINDROS DE 900 KG

31 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S CAMINHÃO TANQUE DE 18 TON

32 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S TANQUES ESTACIONÁRIOS DE 50 TON

33 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S RETIRADA DE CLORO GASOSO

34 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S RETIRADA DE CLORO GASOSO

35 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S RETIRADA DE CLORO LÍQUIDO

36 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S RETIRADA DE CLORO LÍQUIDO

37 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S EVAPORADORES E CLORADORES

38 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S EVAPORADORES E CLORADORES

39 APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S PRÉ-CLORAÇÃO NA ETA RIO GRANDE

40 ASPECTOS QUÍMICOS DO CLORO EM MEIO AQUOSO
Cloro Gasoso

41 ASPECTOS QUÍMICOS DO CLORO EM MEIO AQUOSO
Cloro Gasoso

42 ASPECTOS QUÍMICOS DO CLORO EM MEIO AQUOSO
Hipoclorito de Sódio Hipoclorito de Cálcio

43 ASPECTOS QUÍMICOS DO CLORO EM MEIO AQUOSO

44 CLORO E SUAS REAÇÕES DEMANDA DE CLORO
Reações com a luz ultra-violeta Reações com compostos inorgânicos (Fe+2, Mn+2, S-2, NO2-) Reações com compostos orgânicos Reações com compostos fenólicos Reações com substâncias húmicas

45 CLORO E SUAS REAÇÕES DEMANDA DE CLORO
Reações com nitrogênio amoniacal

46 CLORO E SUAS REAÇÕES DEMANDA DE CLORO
Cloro Residual Livre Cloro Residual Combinado Demanda de Cloro Cloro Aplicado - Cloro Residual

47 CLORO E SUAS REAÇÕES DEMANDA DE CLORO

48 CONCENTRAÇÃO DE AGENTES OXIDANTES
1 mol Cl2 = 1 mol HOCl = 1 mol OCL- = 1 mol NH2CL 1 mol NHCL2 = 2 moles Cl2

49 CINÉTICA DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
Lei de Chick (1908) Lei de Watson (1908) Lei de Chick-Watson (1908) Eficiência = C.t

50 CINÉTICA DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
Tempo de contato 30 minutos Eficiência = C.t 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 máxima de cloro residual livre na rede de distribuição: 2,0 mg/l

51 FLUORETAÇÃO Definição:O propósito do processo de fluoretação é garantir uma concentração mínima e máxima de íon fluoreto em águas de abastecimento a fim de que seja possível a manutenção da saúde dental da população. Benefícios Para cada $ 1,0 gasto em processos de fluoretação, são economizados potencialmente $ 80,0 em custos odontológicos (AWWA, 1999)

52 TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Filtração Desinfecção Fluoretação Correção de pH Água Final Agente oxidante CAP Coagulante Alcalinizante Polímero Flúor

53 CONCENTRAÇÕES DE FLUORETO RECOMENDÁVEIS EM ÁGUAS DE ABASTECIMENTO

54 CONCENTRAÇÕES DE FLUORETO EM ÁGUAS SUBTERRÂNEAS DO ESTADO DE SÃO PAULO

55 APLICAÇÃO DE FLUORETO EM ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Fluoreto de Sódio (NaF) Fluoreto de Cálcio (CaF2) Fluossilicato de sódio (Na2SiF6) Ácido Fluossilícico (H2SiF6)

56 APLICAÇÃO DE FLUORETO EM ÁGUAS DE ABASTECIMENTO

57 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Vazão: 1,0 m3/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

58 UNIDADES DE DESINFECÇÃO

59 UNIDADES DE DESINFECÇÃO

60 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Cálculo do volume do tanque de contato

61 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Definição da geometria do tanque de contato

62 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Definição da geometria do tanque de contato 13,0 m 40,0 m 3,25 m

63 LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água filtrada Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA F1 F2 F8

64 LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA F1 F2 F5 F6

65 LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água filtrada Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA F1 F2 F5 F6 Canal de água filtrada

66 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Cálculo do consumo diário de cloro

67 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Dimensionamento do sistema de reservação Será admitido que o sistema de reservação tenha uma autonomia de 20 dias.

68 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Opção 1 - Cloro gasoso 05 Cilindros de 01 tonelada cada. Opção 2 - Hipoclorito de sódio Concentração da solução: 12,0% em peso como Cl2 Massa específica da solução: kg/m3

69 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Opção 2 - Hipoclorito de sódio Concentração da solução: 12,0% em peso como Cl2 Massa específica da solução: kg/m3

70 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Opção 2 - Hipoclorito de sódio Concentração da solução: 12,0% em peso como Cl2 Massa específica da solução: kg/m3

71 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Dimensionamento do sistema de fluoretação

72 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Cálculo da massa de ácido fluossilícico Mol H2SiF6=144,1 g Massa de F por mol de H2SiF6=114

73 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
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 H2SiF6 Massa específica da solução: kg/m3

74 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Dimensionamento do sistema de reservação

75 Muito Obrigado !!!