Tratamento da Água.

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1 Tratamento da Água

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12 Conjunto de instalações e equipamentos destinados a alterar as características físicas, químicas e/ou biológicas da água, de modo a satisfazer os padrões de potabilidade exigidos pelo Ministério da Saúde (Portaria 2.914/1).

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14 Desestabilização de soluções coloidais
1. Coagulação Desestabilização de soluções coloidais

15 Mecanismo de Formação de Dispersões Coloidais
No pH das águas naturais ocorrem partículas suspensas de silicatos ionizados, com cargas negativas. Essas partículas sólidas, com pequenas dimensões (micelas), podem ter íons fixados à superfície. Esses íons podem estar fixados por processos de adsorção ou ionização de grupos na superfície de sólidos.

16 Formação de Dupla Camada Elétrica
Formação da dupla camada elétrica numa partícula de silicato em suspensão Camada primária com carga negativa Camada de contra-íons onde predominam íons positivos em solução e que permite assegurar a eletroneutralidade deste sistema

17 Estabilização de Suspensões Coloidais
Cargas elétricas iguais dificultam aproximação e união das partículas, que pode permanecer muito tempo sem precipitar.

18 1. Coagulação Resulta de: 4 fatores distintos.

19 Mecanismos de Desestabilização de Colóides
Compressão da camada difusa (dupla camada elétrica) diminuindo a espessura da camada de contra-íons. Adsorção e neutralização da carga elétrica da camada primária. Formação de pontes e adsorção entre partículas (polímeros). Varredura num precipitado volumoso de Al(OH)3 ou de Fe(OH) Fe III.

20 Coagulação Espécies com carga contrária à da superfície dos colóides causam sua desestabilização. Coagulante gera cátions que neutralizam a carga negativa do colóide, antes da formação visível do floco. A agitação é importante nesta fase.

21 Coagulação Polieletrólitos - aniônicos, catiônicos, anfolíticos e não iônicos, de alto PM, com grupos carregados são capazes de atuar como coagulante (desestabilizam colóides).

22 Redução pH natural da água (pH 6-8)
Tipos de coagulantes 1. Alumínio Al+3 + H2O ↔ Al13O4(OH) H⁺ pH < 5,7 Redução pH natural da água (pH 6-8) A espécie química forma flocos e o CO2 é o responsável pelo aumento da acidez da água. Al(OH)3↓

23 Caminhos para a coagulação por adsorção-neutralização de carga e por varredura utilizando sulfato de alumínio (Di Bernardo, 2005).

24 2. Sulfato férrico FeSO4 → 2Fe(OH)3↓
Usado primariamente, na coagulação de esgotos sanitários e industriais, e encontra aplicações limitados no tratamento de água. Disponível nas formas sólida e liquida, é altamente corrosivo.

25 3. Policloreto de Alumínio
Inorgânico catiônico pre-polimerizados a base de policloreto de alumínio. Carga = Aln(OH)m (3n-m)+

26 Auxiliares de Coagulação
Principais dificuldades com a coagulação: flocos de baixa decantação flocos frágeis pH Melhoraram a coagulação promovendo o crescimento dos flocos e incrementando a velocidade de sedimentação destes. Correção pH Materiais mais utilizados são: polímeros, alcalinizantes, sílica ativada, agentes adsorventes de peso e oxidantes.

27 2. Floculação Transporte de Partículas
Etapa que propicia condições para: - Contato e agregação de partículas desestabilizadas por coagulação química. - Flocos de tamanho e massa específica que favoreçam sua remoção por sedimentação, flotação ou filtração direta.

28 Coagulação X Floculação:
Coagulação e Floculação são muitas vezes usadas em química como equivalentes da formação de agregados de partículas coloidais. Para conseguir a agregação de micelas, há que proceder de modo a diminuir ou mesmo suprimir as forças repulsivas. Em tratamentos de águas, o termo Coagulação aplica-se a desestabilização das partículas coloidais para formação do pequenos agregados , os coágulos.

29 “Jar test”: copos com agitador, onde a amostra de água é ensaiada avaliando os efeitos que pode ter a adição de determinado agente químico e em diferentes condições.

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31 Uso de Polímero - Coadjuvante
Mecanismo útil para a fase de floculação e as reações 1 e 2 dão uma descrição do mecanismo de atuação destes polímeros.

32 3. Sedimentação e Flotação
Sedimentação: partículas, em suspensão tem movimento descendente, pela ação da gravidade. Flotação: ascensão partículas, em suspensão e pela aderência de microbolhas de ar, tornando-as de menor massa específica que o meio.

33 4. Filtração Remoção de partículas suspensas e coloidais e de microrganismos da água que escoa através de um meio granular.

34 5. Adsorção em Carvão Ativado
Na forma de pó, tem grande poder de adsorção. É bastante empregada no tratamento da água com gosto e odor provocador por material orgânico.

35 6. Desinfecção e Oxidação
Em geral desinfetantes são oxidantes. Principais oxidantes: permanganato de K, cloro, dióxido de cloro, O3, H2O2 e UV. Com exceção do permanganato (água dura) os demais são utilizados como desinfetantes.

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38 HClO ou ClO- = Cloro residual livre
Isenta de N Cl2 + H2O HClO + H+ + Cl- (Ác. Hipocloroso principal agente desinfetante) HClO ClO- (hipoclorito) + H+ HClO ou ClO- = Cloro residual livre Em pH 7,5: [HClO] = [ClO-] Em pH > 7,5: diminui [HClO] e aumenta [ClO-] , com prejuízo a eficácia da desinfecção. 38

39 Na presença de amônia HClO + NH4⁺ → NH2Cl + H2O + H⁺ (monocloraminas)
(N amoniacal consome o Cl na formação de cloraminas = cloro residual combinado) HClO + NH4⁺ → NH2Cl + H2O + H⁺ (monocloraminas) HClO + NH2Cl → NHCl2 + H2O (dicloraminas com > poder bactericida) ClO + NHCl2 → NCl3 + H2O (tricloraminas não tem efeito) Break point – quando toda a amônia disponível se combinou com o cloro para a formação de cloraminas. Teor residual mínimo de cloro livre.

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41 Cloro ao reagir com compostos orgânicos,
de ocorrência natural na água de abastecimento, produz subprodutos da desinfecção. Os subprodutos mais comuns são TRIHALOMETANOS  e ácidos haloaceticos(AIH).

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