UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁCURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS

CIRO ROLIMSILVIA JULIANA MOREIRA

TRATAMENDO DE ÁGUA

RELATÓRIO DE EXPERIMENTO

APUCARANA2011

CIRO ROLIMSILVIA JULIANA MOREIRA

TRATAMENTO DE ÁGUA

Relatório apresentado como avaliação parcial naDisciplina de Gerenciamento de Tratamento de Água (GT35A), da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Campus Apucarana.

Orientadora: Prof. Ana Claudia Ueda.

APUCARANA 2011

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO......................................................................................................3

2 MATERIAIS E MÉTODOS....................................................................................4

2.1 Materiais.........................................................................................................4

2.2 Métodos..........................................................................................................4

2.2.1 Sólidos Totais...........................................................................................5

2.2.2 Sólidos Sedimentáveis.............................................................................5

2.2.3 Caracterização da água...........................................................................5

2.2.4 Tratamento e Nova Caracterização da Água...........................................6

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO............................................................................7

4 CONCLUSÃO.......................................................................................................9

REFERÊNCIAS.........................................................................................................10

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1 INTRODUÇÃO

A água é uma substância única, sem ela a vida no nosso planeta seria

impossível. As águas naturais podem ser classificadas como meteóricas, superficiais

ou subterrâneas, e as impurezas presentes na mesma variam devido a natureza do

solo, das condições climáticas, origem e grau de poluição. Não há na natureza algo

a que possamos chamar "água pura"; a presença de gases dissolvidos, compostos

orgânicos e inorgânicos, e partículas em suspensão é inevitável.

A água é também o habitat natural de microorganismos, micróbios e plantas

aquáticas. Na água estão ainda presentes substâncias corrosivas ou incrustantes,

como os sais de cálcio e magnésio e os compostos de ferro e manganês. Todos

estes elementos presentes na água estabelecem as caracteristicas da mesma, que

variam (RICHTER, 1991).

Para a melhoria dos parâmetros da qualidade de água e para que o

consumidor possa consumi-la com qualidade, existem tratamentos para que a água

possa entrar de acordo com os parâmetros vigentes. A escolha do processo de

tratamento deve basear-se nos resultados de análises e exames da água durante

um determinado período de tempo, para garantir o sucesso do procedimento.

As etapas para tratamento de águas mais comuns são: aeração, coagulação,

floculação, decantação, flotação, filtração, desinfecção, correção de pH e

fluoretaçao.

Na aeração é o processo consiste em colocar a água em contato estreito com

uma fase gasosa (geralmente o ar) para transferir substâncias solúveis do ar para a

água, aumentando seus teores de oxigênio e nitrogênio, e substâncias voláteis da

água para o ar, permitindo a remoção do gás carbônico em excesso, do gás

sulfídrico, do cloro, metano e substâncias aromáticas voláteis, assim como,

proporcionar a oxidação e precipitação de compostos indesejáveis, tais como ferro e

manganês. A aeração pode ser por gravidade, aspersão, difusão de ar ou forçada.

Já na coagulação, substâncias coagulantes são adicionadas na água com a

finalidade de reduzir as forças eletrostáticas de repulsão, que mantém separadas as

partículas em suspensão, as coloidais e parcela das dissolvidas. Desta forma,

eliminando-se ou reduzindo-se a "barreira de energia" que impede a aproximação

entre as diversas partículas presentes, criam-se condições para que haja

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aglutinação das mesmas, facilitando sua posterior remoção por sedimentação e/ou

filtração. Os coagulantes mais utilizados são o sulfato de alumínio e o cloreto férrico,

sais que, em solução, liberam espécies químicas de alumínio ou ferro com alta

densidade de cargas elétricas, de sinal contrário às manifestadas pelas partículas

presentes na água bruta, eliminando, assim, as forças de repulsão eletrostática

originalmente presentes na água bruta.

Após a coagulação a água passa por processo de floculação onde promove a

aglutinação das partículas já coaguladas, facilitando o choque entre as mesmas

devido à agitação lenta imposta ao escoamento da água. A formação de flocos de

impurezas facilitam sua posterior remoção por sedimentação sob ação da gravidade,

flotação ou filtração. A floculação pode ocorrer por processos hidráulicos ou

mecanizados.

Em seguida há uma geração de lodo, e este lodo pode ser retirado por

flotação ou decantação.

A decantação é o processo no qual a força da gravidade é utilizada para

separar as partículas de densidade maior que a da água, depositando-as em uma

superfície ou zona de armazenamento. Os principais tipos de decantadores são os

laminares ou de alta taxa e os convencionais de escoamento horizontal.

Já na flotação é o processo inverso ao da sedimentação, com o mesmo

objetivo de separação das partículas floculentas da água em tratamento. Certos

flocos (principalmente quando formados a partir de águas com alta concentração de

algas ou de substâncias orgânicas de origem natural, conhecidas como substâncias

húmicas), podem manifestar baixa velocidade de sedimentação, inviabilizando tal

procedimento. Geralmente, para melhorar o rendimento do processo de flotação,

agregam-se aos flocos, microbolhas de ar que aumentam a força de empuxo sobre

os mesmos, facilitando sua ascenção e posterior remoção por rodos raspadores

instalados na superfície da unidade.

Depois a água passa para o processo de filtração onde remove as impurezas

presentes na água bruta (filtração lenta); na água coagulada ou floculada (filtração

rápida direta); ou na água decantada (filtração rápida) pela passagem destas em um

meio granular poroso, geralmente constituído de camadas de pedregulho, areia e

antracito (este último, comum nos filtros rápidos). Em relação ao sentido de

escoamento e à velocidade com que a água atravessa a camada de material

filtrante, a filtração pode ser caracterizada como lenta, rápida de fluxo ascendente ou

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rápida de fluxo descendente. A filtração direta tem sua denominação relacionada

com a inexistência de unidade prévia de remoção de impurezas.

Em seguida a água passa por desinfecção que tem por finalidade a destruição

de microorganismos patogênicos ou não presentes na água. As principais técnicas

empregadas são a cloração, ozonização e a exposição da água à radiação

ultravioleta, e depois para o ajuste de pH onde previne a corrosão dos

encanamentos por onde a água tratada é veiculada até os consumidores. Consiste

na alcalinização da água para remover o gás carbônico livre e para provocar a

formação de uma película de carbonato na superfície interna das canalizações. E

por final faz-se a fluoretaçao que consiste na aplicação de compostos de flúor na

água de abastecimento público, em teores controlados, função da temperatura

ambiente. O flúor é eficiente na redução da incidência de cáries.

O objetivo do trabalho foi proporcionar uma forma de tratamento de uma água

sem condições de utilização para fins de consumo humano.

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2 MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Materiais

Água;

Terra;

Béqueres;

Sulfato de alumínio;

Funil;

Cápsula de porcelana;

Vidro relógio;

Pedra Brita;

Areia;

Carvão;

Turbidímetro;

Papel filtro;

Balança;

pHmetro;

Estufa;

Dessecador;

Colorímetro;

Proveta;

Agitador magnético;

2.2 Métodos

Primeiramente pesou-se 15 g de terra em 1L de água da torneira para ser

analisada.

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2.2.1Sólidos Totais

Antes de se colocar a amostra na cápsula de porcelana, o recipiente foi

levado à estufa a 103-105ºC por 1 hora e depois foi esfriado no dessecador. Feito

isso, a cápsula foi pesada e anotada sua massa, logo após a amostra de água foi

homogeneizada e transferida (100 mL) com uma proveta para o recipiente. A

amostra foi levada à estufa e deixada à temperatura de 103 a 105ºC até ficar seca.

Depois de seca foi colocada para esfriar no dessecador e então pesada e anotada

essa massa para posterior cálculo da massa de sólidos totais.

2.2.2 Sólidos Sedimentáveis

Pesou-se o papel filtro e anotou-se a massa. A amostra foi homogeneizada e

100 mL foram filtrados utilizando o filtro em um funil e um béquer. Após a filtração, o

papel filtro foi colocado sobre um vidro relógio e levado à estufa a temperatura de

103 a 105ºC. A amostra foi seca e também foi colocada para esfriar no dessecador e

então pesada para depois realizar o cálculo dos sólidos sedimentáveis.

2.2.3 Caracterização da água

Para caracterizar a amostra foi medido o pH, turbidez e a cor. Primeiramente

a amostra foi homogeneizada depois transferidos 20 mL da mesma na cubeta e em

seguida no aparelho Policontrol Instrumentos Analíticos Aquacolor Cor que já estava

devidamente calibrado para realizar a medida.

Posteriormente, com a mesma cubeta cheia de amostra realizou-se a

medida da turbidez no equipamento Turbidímetro AP 2000 que também já estava

calibrado. O pH foi medido no pHmetro Digital DLA-PH, sendo que para realizar tal

medida, o phmetro já estava calibrado e o eletrodo lavado com água destilada. Com

isso transferiu-se a amostra da cubeta em um béquer de 50 mL e inseriu-se o

eletrodo na amostra sem que o mesmo tocasse as paredes do béquer para realizar

a leitura.

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2.2.4 Tratamento e Nova Caracterização da Água

Transferiu-se 500 mL de água para um béquer e adicionou-se NaoH até que

o pH se aproximasse de 11. Feito isso, foram adicionadas 4 espátulas de sulfato de

alumínio (coagulante) e a amostra foi colocada sob agitação até que o sulfato fosse

dissolvido. Depois de parar a agitação, esperou-se que as partículas de sujeira

agregadas decantassem. Com um contador de gotas coletou-se certa quantia da

água da superfície (água mais limpa) e fez-se nova medida de turbidez e cor.

Logo após construiu-se um filtro feito de garrafa pet que foi preenchido de

brita, areia e carvão respectivamente. Com o filtro pronto, transferiu-se a amostra

decantada para o filtro, após isso se coletou a amostra filtrada e foi realizada nova

caracterização (cor e turbidez).

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3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Para identificar a massa de sólidos totais bastou calcular a diferença de

massa final (porcelana + terrra) pela massa inicial (porcelana), obteve-se massa final

de 98,6590g e massa inicial de 98,5903g fez-se então:

98,6590 - 98,5803 = 0,0787g de Sólidos Totais

A massa de sólidos sedimentáveis foi calculada de acordo com a equação 1.

Sólidos Sedimentáveis=mA−mB (mg )V amostra (L )

(1)

Sendo que:

mA= massa do filtro + sólidos;

mB= massa do filtro.

SólidosSedimentáveis=1142,3−1095,50,1

Obteve-se então 468mg/L de sólidos sedimentáveis.

A água in natura apresentou pH de 7,66, cor de 1182 UC, e turbidez de 281

NTU. A água tratada com sulfato de alumínio apresentou coloração de 235 UC e

turbidez de 140 NTU. Após ter sido filtrada pode-se observar ainda menores valores

de turbidez e cor, sendo que apresentou cor de 21 UC e turbidez de 28,4 NTU.

Apesar dos valores de cor e turbidez terem decrescido muito após

tratamento e filtração observa-se que ainda estão fora dos padrões de potabilidade,

isso pode ser verificado com o auxílio da tabela 1.

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Tabela 1: Padrões de potabilidade em mg/L

Fonte: Apostila de aula experimental – determinação dos parâmetros da

qualidade.

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4 CONCLUSÃO

Pode-se concluir que a partir do tratamento feito, obteve-se uma boa redução

dos parâmetros da qualidade da água, porem ainda está fora do padrão de

potabilidade. Isto se da pela concentração de sulfato de alumínio não foi totalmente

suficiente para coagular todo o material em suspensão e outros contaminantes.

Com este experimento foi possível simular em escala de laboratório como se

da um tratamento de água, desde o ajuste de pH ate a filtração final. Porem não teve

etapas de fluoretaçao nem de desinfecção.

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REFERÊNCIAS

Processo de Tratamento de Água – Biblioteca digital de tecnologias ambientais, UNICAMP – Campinas. Disponível em: http://www.fec.unicamp.br/~bdta/index-v.html

RICHTER, C.A., Tratamento de Água: Tecnologia atualizada. 1.ed. São Paulo. Edgard Blucher LTDA ,p.24-33, 1991.

Tratamento de água – Sabesp: Disponível em: http://site.sabesp.com.br/site/interna/Default.aspx?secaoId=47

UEDA, A. C., Aula Experimental: Determinação dos parâmetros de Qualidade da Água. UTFPR - Campus Apucarana. p.7-11 , 2011.