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.