ecologizaÇÃo da engenharia...
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Concepção de sistemas de abastecimento de água
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Estação de tratamento – ETA
Conjunto de unidades destinado a tratar a água, adequando suas características aos padrões de potabilidade.
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Qu
ali
da
de
Tempo
Água Bruta
Padrão de Potabilidade
Água Final
COMPORTAMENTO DE ETAs EM RELAÇÃO A QUALIDADE DA ÁGUA
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DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PARTÍCULAS EM ÁGUAS NATURAIS
1 m 10-3 m Partículas
coloidais Partículas em
suspensão
Partículas
dissolvidas
Turbidez
Cor aparente
SST
Cor real
SDT
Compostos
dissolvidos 0,45 m
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DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PARTÍCULAS EM ÁGUAS NATURAIS
1 m 10-3 m Partículas
coloidais Partículas em
suspensão
Partículas
dissolvidas
Tratamento convencional e suas variantes
Filtração em linha
Filtração direta
Filtração lenta
Processos de
membrana
Osmose Reversa
Nanofiltração
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PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 2914/MS
Parâmetros estéticos: Cor, Turbidez, etc...
Desinfecção (Água Subterrânea): 1,0
UNT em 95% das amostras
Filtração Rápida: 1,0 UNT
Filtração Lenta: 2,0 UNT em 95% das
amostras
Rede de distribuição: Valor máximo de
5,0 UNT
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PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 2914/MS)
Parâmetros estéticos: Cor, Turbidez, etc...
Cor Aparente: 15 uH (mg Pt-Co/L)
Dureza: 500 mg CaCO3/L
Ferro: 0,3 mg/L
Manganês: 0,1 mg/L
Gosto e Odor: Não objetável
Sulfato: 250 mg/L
Cloreto: 250 mg/L
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PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 2914/MS
Parâmetros Microbiológicos: Coliformes
Termotolerantes
Água para consumo humano: Ausência
em 100 ml
Água tratada no sistema de distribuição:
Ausência em 100 ml
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PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 518 (MS-25/03/2004)
Parâmetros Microbiológicos: Coliformes
Totais e Bactérias Heterotróficas
Saída do tratamento: Ausência em 100 ml
Água tratada no sistema de distribuição:
Ausência em 100 ml para 95% das
amostras analisadas em um mês
Água tratada: Valor inferior a 500 UFC/ml
para bactérias heterotróficas
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PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 2914/MS
Compostos Orgânicos Subprodutos da
Desinfecção
Trihalometanos: 100 µg/L
Clorito: 0,2 mg/L
Bromato: 25 µg/L
Cloro residual livre: 5,0 mg/L
Cloraminas: 3,0 mg/L
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12
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15
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17
Taxa de aplicação:
0,1 a 0,2 m3/m2/hora
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TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação
Filtração Desinfecção Fluoretação Correção de pH
Água Final
Polímero Agente oxidante
Alcalinizante
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• Definição: Operação unitária responsável pela desestabilização das partículas coloidais em um sistema aquoso, preparando-as para a sua remoção nas etapas subseqüentes do processo de tratamento.
COAGULAÇÃO
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• Dispositivos hidráulicos
• Calhas Parshall
• Vertedores
retangulares
• Malhas difusoras
• Injetores
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
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PROCESSO DE COAGULAÇÃO CALHAS PARSHALL
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TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação
Filtração Desinfecção Fluoretação Correção de pH
Água Final
Polímero Agente oxidante
Alcalinizante
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FLOCULAÇÃO
Partículas Choques Agregação
Processo Físico
(Transporte)
Estabilidade do Colóide
(Coagulação)
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FLOCULAÇÃO
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FLOCULAÇÃO:OBJETIVO
Diâmetro das partículas
Fre
qu
ênci
a r
ela
tiva
Água bruta
Água coagulada Água floculada
Diâmetro crítico
dp > dc
Partículas
sedimentáveis
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PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
• Floculadores hidráulicos
•Floculadores hidráulicos de fluxo horizontal
•Floculadores hidráulicos de fluxo vertical
•Floculador Alabama
•Floculadores em meio poroso
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DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
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FLOCULADOR DE FLUXO HORIZONTAL
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PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
• Dispositivos mecânicos
•Agitadores de fluxo radial
•Agitadores de fluxo axial
•Agitadores de fluxo radial e axial
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SISTEMAS DE AGITAÇÃO ESCOAMENTO AXIAL E RADIAL
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PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
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LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE
TRATAMENTO DE ÁGUA
Canal de água coagulada
CASA DE
QUÍMICA
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LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE
TRATAMENTO DE ÁGUA
Canal d
e á
gua c
oagula
da
CASA DE
QUÍMICA
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LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE
TRATAMENTO DE ÁGUA
Canal de água coagulada
CASA DE
QUÍMICA
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TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação
Filtração Desinfecção Fluoretação Correção de pH
Água Final
Polímero Agente oxidante
Alcalinizante
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SEDIMENTAÇÃO
Definição: Processo de
separação sólido-líquido que tem
como força propulsora a ação da
gravidade.
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SEDIMENTAÇÃO
Classificação dos Processos de
Sedimentação
►Sedimentação discreta (Tipo 1)
►Sedimentação floculenta (Tipo 2)
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SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)
►Sedimentação discreta: As partículas
permanecem com dimensões e
velocidades constantes ao longo do
processo de sedimentação, não
ocorrendo interação entre as mesmas
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Sedimentação Discreta (Tipo I)
Propriedade da sedimentação discreta: A dimensão física
da partícula permanece inalterada durante o seu
processo de sedimentação gravitacional, o que significa
dizer que a sua velocidade de sedimentação é constante.
B
H
L
1
2
Vh
Vs
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SEDIMENTAÇÃO FLOCULENTA (TIPO II)
►Sedimentação floculenta: a velocidade
de sedimentação das partículas não é
mais constante, uma vez que as
mesmas agregam-se ao longo do
processo de sedimentação.
►Com o aumento do diâmetro das
partículas há, conseqüentemente, o
aumento de sua velocidade de
sedimentação ao longo da altura.
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Sedimentação Floculenta (Tipo II)
Propriedade da sedimentação floculenta: A dimensão física da
partícula é alterada durante o seu processo de sedimentação
gravitacional (floculação por sedimentação diferencial), o que
significa dizer que a sua velocidade de sedimentação é variável.
B
H
L
1
2
Vh
Vs
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DECANTADORES CONVENCIONAIS EM ETA’S E ETE’S
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DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
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DECANTADORES LAMINARES
![Page 44: ECOLOGIZAÇÃO DA ENGENHARIA SANITÁRIA?s1db51b05459f8286.jimcontent.com/download/version/1369710680/module/... · •Floculador Alabama •Floculadores em meio poroso . DIMENSIONAMENTO](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041709/5e46d1501d53eb6c52791507/html5/thumbnails/44.jpg)
TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação
Filtração Desinfecção Fluoretação Correção de pH
Água Final
Polímero Agente oxidante
Alcalinizante
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LAY-OUT DE ETAs
ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORES
Canal de água coagulada
CASA DE
QUÍMICA
F1 F2 F8
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Canal de água coagulada
CASA DE
QUÍMICA
LAY-OUT DE ETAs
ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORES
F1
F
2
F5
F
6
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FILTRAÇÃO
Definição: Processo de separação
sólido-líquido utilizado para
promover a remoção de material
particulado presente na fase líquida.
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FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE
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COMPORTAMENTO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
0H
impH
Tempo
Per
da
de
carg
a
Tempo
Tu
rbid
ez e
flu
ente
Etapa inicial
Etapa intermediária
Traspasse
impt HHH 0
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CRITÉRIOS PARA O ENCERRAMENTO DA CARREIRA DE FILTRAÇÃO
• Turbidez da água filtrada superior a um valor pré-determinado (Geralmente superior a 0,5 UNT)
• Perda de carga igual ou superior a carga hidráulica máxima disponível (Geralmente da ordem de 2,0 a 3,0 metros)
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TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação
Filtração Desinfecção Fluoretação Correção de pH
Água Final
Polímero Agente oxidante
Alcalinizante
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DESINFECÇÃO
Definição: O propósito do
processo de desinfecção é
eliminar, de modo econômico, os
microrganismos patogênicos
presentes na fase líquida.
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• Agentes físicos
• Temperatura
• Radiação
• Filtração
• Agentes químicos
• Fenóis
• Álcoois
• Halogênios
• Metais pesados
• Ácidos e bases
AGENTES DESINFETANTES
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CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE UM AGENTE DESINFETANTE
• Atividade antimicrobiana
Solubilidade
Estabilidade
Inocuidade para o homem e os animais
Ausência de combinação com material
orgânico estranho
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Alterações das moléculas de
proteínas e de ácidos nucleicos
• Lesão da parede celular
Alteração da permeabilidade celular
Inibição da ação enzimática
MODO DE AÇÃO DOS AGENTES DESINFETANTES
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EFICÁCIA DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
• Avaliação do processo
Monitoramento da concentração de
microrganismos patogênicos
Monitoramento da concentração de
microrganismos indicadores
![Page 57: ECOLOGIZAÇÃO DA ENGENHARIA SANITÁRIA?s1db51b05459f8286.jimcontent.com/download/version/1369710680/module/... · •Floculador Alabama •Floculadores em meio poroso . DIMENSIONAMENTO](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041709/5e46d1501d53eb6c52791507/html5/thumbnails/57.jpg)
APLICAÇÃO DO CLORO EM ETA’S CILINDROS DE 900 KG
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Reações com compostos orgânicos
Reações com compostos fenólicos
Reações com substâncias húmicas
CLORO E SUAS REAÇÕES DEMANDA DE CLORO
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tCk n
deN
N ..
0
0
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
Tempo de contato
30 minutos
CINÉTICA DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
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TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação
Filtração Desinfecção Fluoretação Correção de pH
Água Final
Polímero Agente oxidante
Alcalinizante
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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.
Para cada $ 1,0 gasto em processos de fluoretação,
são economizados potencialmente $ 80,0 em custos
odontológicos (AWWA, 1999)
Benefícios