Revista de Engenharia e Tecnologia I SSN 2176-7270 V. 3, No. 2, Ago/2011Pgina 35 Otimizao de parmetros de clarificao de gua do sistema de tratamento de Ponta Grossa (PR) Osmar Selhorst Filho (Universidade Estadual de Ponta Grossa) E-mail: osf_gpuava@hotmail.comGiovana Ktie Wiecheteck (Universidade Estadual de Ponta Grossa) E-mail: giovana@uepg.br Alceu Gomes de Andrade Filho (Universidade Estadual de Ponta Grossa) E-mail: agafilho@uepg.br Maria Magdalena Ribas Dll (Universidade Estadual de Ponta Grossa) E-mail: mmrdoll@uepg.br Resumo:A estao de tratamento de gua do municpio de Ponta Grossa conta com uma tecnologia especfica declarificaodenominadaActiflo,tambmconhecidacomosedimentaolastreadaouclarificaocom microareias,funcionandoemparalelocomosistemadeclarificaoconvencional.Nestetrabalhoforam realizados ensaios de bancada em Jar test para otimizar a concentrao dos produtos adicionados gua bruta na clarificao,bemcomodotempodecontatodocarvoativadoemp,usadocomoauxiliarnoprocessode clarificaoapscoagulao.Foramtestadosdoiscoagulantes,sulfatodealumnioecloretodepolialumnio (PAC). Com os resultados, foram elaborados diagramas de coagulao para remoo de cor aparente e turbidez. Almdoscoagulantes,ocarvoativadoempeotempodecontatodocarvoativadoassociadoaosdois coagulantestambmforamavaliados.Comoresultados,destacam-seasdosagensdecoagulantesmais econmicas: para o sulfato de alumnio, a concentrao foi 20 mg/L associada a 5 mg/L de carvo ativado em p com tempo de contato de 5 minutos e, para oPAC a concentrao foi 15 mg/L associada a 10 mg/L de carvo ativadoempcomtempodecontatode15minutos.Apesardeosulfatodealumniotermenorcustocom relaoaoPACemelhorresultadoderemoodecoraparenteeturbidezemmenortempodecontato,a companhiaresponsvelpelotratamentodeguadeveavaliaroimpactodocoagulantenolodogeradoe vislumbrar sua utilizao ou disposio final considerando sua composio qumica. Palavras-chave: Actiflo, clarificao com microareia, tratamento de gua. Optimization of parameters of water clarification of the treatment system from Ponta Grossa (PR) Abstract: The water treatment plant of Ponta Grossa city has a specific clarification technology called Actiflo , also known as ballasted sedimentation or microsand clarification; both technologies are working in parallel with conventionalclarificationsystem.InthisworkbenchassayswereperformedinJartesttooptimizethe concentrationofproductsaddedtotherawwaterclarification,andthecontacttimeofpowderedactivated carbon, used as an aid in the clarification process after coagulation. Two coagulants, aluminum sulfate and poly aluminumchloride(PAC),wereevaluated.Withtheresults,coagulationdiagramsofapparentcolorand turbidityremovalwereelaborated.Besidescoagulants,thepowderedactivatedcarbonanditscontacttime associatedwithbothcoagulantswerealsoevaluated.Asresults,itcanbeassigned:thecoagulantsdosagesthe mosteconomical:toaluminumsulfate,theconcentrationwas20mg/Lassociatedwith5mg/Lofpowdered activated carbon and contact time of 5 minutes and, to PAC, the concentration was 15 mg/L associated with 10 mg/Lofpowderedactivatedcarbonandcontacttimeof15minutes.Althoughthealuminumsulfatehavinga lowercostrelativetoPACandabetterresultofapparentcolorandturbidityremovalinlesscontacttime,the companyresponsibleforwatertreatmentshouldevaluatethecoagulantimpactinthesludgegeneratedand discern about its use or disposal considering its chemical composition Keywords: Actiflo, microsand clarificaton, water treatment. 1. Introduo Ousodaguaparaabastecimentohumanoenvolvetratamentorigorosoparaatingiros padresdequalidadeimpostospelaslegislaeseregulamentaesvigentes.NoBrasil,os primeirosprincpiossobrepotabilizaodeguasurgiramem1977,naPortaria56do MinistriodaSade(LIBNIO,2005).AResoluon357doConselhoNacionaldeMeio Ambiente (CONAMA, 2005) d diretrizes ambientais para enquadramento dos corpos dgua esuaclassificao.EaPortarian518doMinistriodaSade(2004)define,ospadresde potabilidade com valores mximos permissveis para as guas de abastecimento pblico. Revista de Engenharia e Tecnologia I SSN 2176-7270 V. 3, No. 2, Ago/2011Pgina 36 NaNBR12216/92,queregulamentaoprojetodeestaesdetratamentodegua,so sugeridas, de acordo com a classificao do manancial, um ou outro tipo de tecnologia mais apropriada, mas a mesma norma tambm cita em seu contedo, frases como: na ausncia de ensaios [...] adotar [...], admitindo adoo de resultados de pesquisas, especialmente quanto a otimizao de sistemas de tratamento de gua. UmadasprincipaisetapasdotratamentoacoagulaoquesegundoSantosetal(2007) consistenoconjuntodeaesfsicasereaesqumicas,comduraodepoucossegundos, entreocoagulante,usualmenteumsaldealumniooudeferro,aguaeasimpurezas presentes.Apresenta-seemtrsfases:(i)formaodasespcieshidrolisadasdosalquando disperso na gua, (ii) desestabilizao das partculas coloidais e suspensas dispersas na massa lquida e (iii) agregao dessas partculas para formao dos flocos. Diversosfatoresinterferemnoprocessodecoagulao,destacando-seopHeaalcalinidade daguabruta,anaturezadaspartculascoloidais,otamanhodaspartculaseotipoea dosagem dos produtos qumicos aplicados. Tambm influem, em menor grau, a concentrao eaidadedasoluodecoagulante,atemperaturae,dependendodomecanismode coagulaopredominante,ogradientedevelocidadeeotempodeagitaonaunidadede mistura rpida (SANTOS et al, 2007).Osurgimentodenovastecnologiasdetratamentodeguaresultadodaevoluodo segmentofrenteaosproblemasdequalidadeeracionalidadedegua.SegundoVuitiketal (2010)omunicpiodePontaGrossa,Paran,adotouem2009duasdiferentessoluesem tratamentodegua,quecontacomduasestaesdecaptao,sendoumadelasemlago represado, onde afloramentos algais sazonais provocavam em queda substancial da qualidade daguaafluenteestaodetratamento,dificultandosobremaneiraaoperaodesta.Uma das tecnologias empregadas no municpio o tratamento em ciclo completo, ou convencional. No entanto, essa tecnologia no vinha apresentando resultados satisfatrios frente demanda domunicpio.Apresenaexcessivadealgasimplicavaemmaiorescustosnoprocessode tratamento,umavezqueascarreirasdefiltraoerammaiscurtase,conseqentemente, maioresvolumesdeguaparaaslavagensdosfiltroseramnecessrios.Comopropsitode minimizarcustosnotratamentoeproduzirguatratadaemmaiorescalaedemelhor qualidade,optou-sepeloprocessodeclarificaoestabilizadacommicroareiacomo alternativaremoodealgas.Atecnologiaempregada,denominadaActiflo,depatente francesa, cujos direitos so detidos pela empresa Veolia Water.No trabalho de Viutik et a.l (2010), os processos de tratamento convencional e Actiflo so descritos de forma detalhada. Constitudoporumaunidadedeclarificaodeguacompacta,osistemaActiflodesta estao de tratamento de gua (ETA) consegue tratar at 750 L/s, devido em grande parte ao aumento da velocidade de sedimentao provocado pela adio de microareia no processo. Outroprodutoquepodeserusadocomoauxiliarnaclarificaoapsacoagulaocom produtos qumicos, o carvo ativado em p (CAP) que um material quimicamente inativo, leve,poroso,equeaocontrriodaformagranular,oCAPcontmmuitasmicrofissurase pequenareasuperficial.Essasmicrofissurassocapazesdeadsorvermolculasnomeio slido/lquido,queocaracterizamcomoelementofundamentalnaremoodeodoregosto, mutagenicidade, toxidade, e inclusive cianobactrias em geral (FALEIROS, 2008). Libnio(2005)sugeriuqueseextrapolasseasfaixasdeconcentraodeaditivosqueso geralmenteutilizadosnumaETA,demodoqueamesmajamaisfiquepresaumanica dosagem associada a um nico pH de coagulao, e sim, esteja dentro de uma zona tima de utilizao especfica. Revista de Engenharia e Tecnologia I SSN 2176-7270 V. 3, No. 2, Ago/2011Pgina 37 Nestembito,aotimizaodaquantidadedeprodutosadicionadosaosprocessos,suas possveis interferncias e efeitos na clarificao de gua convencional e Actiflo na ETA de PontaGrossa,Paran,torna-seumaferramentaimportantenaviabilizaodosistemaena tomada de deciso no tratamento de gua. 2. Objetivos Oobjetivoprincipaldotrabalhofoiotimizaradosagemdosagentescoagulantesusadosno tratamento da ETA de Ponta Grossa. Os objetivos especficos foram: otimizar os parmetros decoagulao/floculaoemJartest,variando-seasdosagensdoscoagulantessulfatode alumnio e cloreto de polialumnio; otimizar a dosagem de carvo ativado em p e seu tempo decontatocomaguacoaguladacomosdoisprodutos;verificaraqualidadequantoaopH, coraparenteeturbidezdaguadecantadaparaosparmetrosotimizadose;construir diagramas de coagulao com os resultados obtidos. 3. Metodologia Osensaiosforamrealizadosemmaiode2010naEstaodeTratamentodeguaAlagados da Unidade Regional de Ponta Grossa da Companhia de Saneamento do Paran (SANEPAR). gua bruta: A ETA alimentada com gua de dois mananciais, parte da Represa Alagados e parte do Rio Pitangui. Segundo Viutik et al. (2010) 40% da demanda de gua da cidade vem dacaptaonaRepresaAlagados,formadacomabarragemdoRioPitangui,e60%no prprioRioPitangui,ajusantedarepresa.Ascaractersticasfsico-qumicasebiolgicasda gua resultante da mistura e usada neste trabalho, afluente da calha Parshall, est apresentada na Tabela 1. A coleta da gua foi feita antes da adio de qualquer produto qumico, em uma caixadguadefibradevidro,resultandoemumvolumedeamostradeaproximadamente 2000 L. Tabela 1 Caractersticas fsico-qumicas e biolgicasda gua bruta coletada em 17/05/2010. ParmetroValorUnidadeParmetroValorUnidade pH7,9Surfactantes