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Tecnologia de Tratamento de
Águas
Química Industrial Inorgânica
1. Introdução
• As Quantidades e a natureza dos
constitu...
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2. Impurezas Presentes
• Dureza total
• Alcalinidade total
• Sulfatos
• Sílica solúvel
• Cloretos
• Gás carbônico
• Oxig...
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3.2 Coagulação
• O processo de coagulação está
intimamente relacionado ao fenômeno
de neutralização, uma vez que consist...
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3.5 Mecanismos de Coagulação
• Ver lâmina
4 Qualidade da Água para Fins
Industriais
• A importância industrial da água s...
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Deaerador
Desmineralização
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Industrial
Condensador
Turbina
Água de compensação
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Redutor de Dureza
– No tratamento por complexação usa-se agentes
quelantes (EDTA) que forma compostos
solúveis, reduzind...
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Neutralizador de Acidez do
vapor
• O processo mais usado para combater a
corrosão por acidez causada pelo CO2 se
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Ciclo de Concentração
= cloretos na água da caldeira / cloretos na
água de alimentação
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Tecnologia tratamento de aguas (2)

  1. 1. 1 Tecnologia de Tratamento de Águas Química Industrial Inorgânica 1. Introdução • As Quantidades e a natureza dos constituintes presentes em águas variam, principalmente, em função da natureza do solo de onde são originárias, das condições climáticas e do grau de poluição que lhes é conferido, especialmente pelos despejos municipais e industriais. 1. Introdução • Esses constituintes, em geral, são sólidos dissolvidos ionizados, gases dissolvidos, compostos orgânicos dissolvidos, matéria em suspensão, incluindo microorganismos e matéria coloidal. 1. Introdução • Testes rápidos como pH ( O a 14) são muito usados, pois através deste se tem uma previsão da acidez ou alcalinidade, assim como condutividade, a qual traduz a maior ou menor facilidade com que a corrente elétrica atravessa uma solução, em função do teor de eletrólitos nela dissolvidos. 1. Introdução • Para a obtenção e o controle de uma água industrial é importante que se conheça a constituição da água bruta, para assim definir o tipo de tratamento mais adequado e as condições disponíveis. 2. Impurezas Presentes • Para se avaliar a qualidade de uma água não é preciso se conhecer todos os constituintes nela presentes. As análises de uma água natural que se destina ao uso na indústria, bem como para fins potáveis, geralmente apresenta as seguintes determinações:
  2. 2. 2 2. Impurezas Presentes • Dureza total • Alcalinidade total • Sulfatos • Sílica solúvel • Cloretos • Gás carbônico • Oxigênio dissolvido 2. Impurezas Presentes • Amoníaco • Ferro • Manganês • Matéria em suspensão na água e matéria coloidal • Sólidos totais dissolvidos ⇒ Problemas e Tratamento de Impurezas Presentes • Ver Quadro - lâmina 3. Tratamento Químico para Estações de Tratamento de Água • Processo de tratamento de água potável – FLUXOGRAMA (anotações caderno) 3.1 Neutralização • Os sólidos suspensos são partículas insolúveis na água, com velocidades de sedimentação tão reduzidas que inviabilizam sua decantação natural ao longo do tempo. Aliado a isso, a maioria destas partículas apresentam sua superfície carregada eletricamente, proveniente da adsorção de íons (principalmente hidroxilas) presentes na água. 3.1 Neutralização • A presença de cargas elétricas aumenta a repulsão entre as partículas, dificultando a aglomeração e formação de agregados maiores e de mais fácil sedimentação. • O fenômeno de neutralização consiste exatamente na eliminação dessas cargas eletrostáticas superficiais.
  3. 3. 3 3.2 Coagulação • O processo de coagulação está intimamente relacionado ao fenômeno de neutralização, uma vez que consiste na aglutinação (portanto na aproximação) das partículas, para que as mesmas se tornem maiores e possam sedimentar rapidamente. 3.2 Coagulação • Coagulantes/floculantes utilizados: → Anotações Caderno 3.3 Floculação • A floculação corresponde a etapa de crescimento dos flocos, após a coagulação. Durante esta etapa, a velocidade da água deve ser suficiente para promover o contato entre os coágulos, sem ser demasiadamente alta e que venha a produzir a quebra destes. 3.4 Sedimentação • A sedimentação corresponde a fase em que os flocos, com seu tamanho relativamente aumentado, tendem a decantar. • Quanto maior a velocidade de decantação, menor será o tempo de residência requerido para a água no clarificador. 3.4 Sedimentação • Na sua grande maioria, a utilização exclusiva de coagulantes e floculantes inorgânicos não permite a formação de flocos suficientemente densos, determinantes para a obtenção de uma taxa de sedimentação satisfatória. • Nestes casos, a utilização de auxiliares de floculação, largamente conhecidos como polieletrólitos, mostra-se recomendada. Diâmetro da Partícula Velocidade de sedimentação (cm/s) a 15º C (mm) Densidade : 2 g/cm3 Densidade : 1.02 g/cm3 0,1 0,478 0,00957 0,05 0,1195 0,002392 0,01 0,00478 0,0000957 0,005 0,001195 0,00002392 0,001 (1µm) 0,0000478 0,000000957
  4. 4. 4 3.5 Mecanismos de Coagulação • Ver lâmina 4 Qualidade da Água para Fins Industriais • A importância industrial da água se caracteriza por uma diversificada aplicação em processos como: geração de vapor, resfriamento, transporte e processamento de produtos, matéria prima em muitos processos, veículo para despejo de efluentes. • Qualidade da água depende da finalidade a qual se destina. 4 Qualidade da Água para Fins Industriais 4.1 Água para produção de vapor Caldeiras: Baixa Pressão Abrandamento e clarificação (quando houver baixas concentrações de sólidos dissolvidos). Média e Alta pressão Desmineralizalção, desaeração e acondicionamento (pH–PO4 -3). 5 Sistemas de Produção de Vapor • Produção de vapor sem nenhuma recuperação • Produção de vapor com recuperação parcial ou total (65% a 95%) • Produção de vapor com recuperação total
  5. 5. 5 Caldeira Deaerador Desmineralização Processo Industrial Condensador Turbina Água de compensação Água Bruta Clarificação Sedimentação Filtração Abrandamento evaporador deaerador Caldeira Filtro de carvão ativado catiônica Aniônica Na3PO4 NaH2PO4 Na2HPO4 Na3PO4 NaOH Tratamento de água para produção de vapor RESINAS 6 Tratamento de Água para Uso em Caldeiras • O condicionamento das águas para caldeiras pode ser feito por tratamento externo, interno ou em combinação, com a finalidade de proteger a caldeira, permitindo uma vida útil mais prolongada e maior eficiência na produção de vapor. Tratamento Externo • Clarificação • Desmineralização • Desaeração Tratamento Interno • Redutor de Dureza • Álcali • Coagulante • Redutor de oxigênio • Neutralizador da acidez do vapor • Anti-espumante • Emulgante para óleos • Aditivo para Fragilidade Cáustica Redutor de Dureza • Pode ser feito por precipitação ou por complexação. – No tratamento por precipitação usa-se fosfatos, e para formar uma lama não aderente adiciona- se OH- : 2 Na3PO4 + 2 NaOH + 4 CaCO3 → Ca3(PO4)2.Ca(OH)2↓ + 4Na2CO3
  6. 6. 6 Redutor de Dureza – No tratamento por complexação usa-se agentes quelantes (EDTA) que forma compostos solúveis, reduzindo a quantidade de lama formada. Álcali • Pode ser usada soda ou potassa cáustica. A adição de álcali tem por finalidade neutralizar a acidez presente, possibilitar a reação dos fosfatos com a dureza e precipitar o magnésio na forma de Mg(OH)2. Coagulante • São os taninos, alginatos, carboximetilcelulose, amido, lignina e outros • Devem manter a lama de forma fluida e evitar que a mesma permaneça em locais onde a velocidade de circulação seja baixa. Redutor de Oxigênio Dissolvido • O oxigênio dissolvido é altamente corrosivo, pois mesmo pequenas concentrações deste gás podem causar sérios problemas. Redutor de Oxigênio Dissolvido • Existem duas substâncias químicas eficientes na redução do oxigênio dissolvido: Sulfito de sódio e hidrazina. Redutor de Oxigênio Dissolvido • Sulfito de sódio 2 Na2SO3 + O2 → 2 Na2SO4 • Hidrazina N2H4 + O2 → 2 H2O + N2
  7. 7. 7 Neutralizador de Acidez do vapor • O processo mais usado para combater a corrosão por acidez causada pelo CO2 se baseia nos usos de produtos voláteis, que, acompanhando o vapor e se condensando com ele, neutralizam a ação do CO2. Neutralizador de Acidez do vapor • Os produtos voláteis mais utilizados são a amônia e a ciclohexilamina, por serem menos voláteis, oferecem maior proteção onde há o início de condensação do vapor. • Outro meio de prevenir a corrosão por CO2 é a utilização de uma amina formadora de película protetora (ex.:octadecilamina). funciona como barreira entre o metal e o vapor ou condensado ácidos. Anti-Espumante • Agentes causadores de espumas: – matéria orgânica, sólidos dissolvidos, alcalinidade à hidróxidos e produtos usados no tratamento da água • O uso de agente Anti-espumante auxilia a reduzir o arraste pois regularizam a ebulição de água. • Ex.: A base de silicones ou polialquilenoglicóis Descargas (purgas) em Caldeira Descargas (purgas) em Caldeira • As descargas servem para manter os parâmetros padrões para água de caldeira, pois os precipitados formados pelo tratamento ou por transformações químicas no interior da caldeira devem ser expurgados para reduzir a possibilidade de incrustações, corrosão e arraste. Descargas (purgas) em Caldeira • O volume de descarga é calculado através dos ciclos de concentração. O valor dos ciclos de concentração é determinado pelo teor de cloretos de uma água, pois estes participam de qualquer reação na água de caldeira, ou seja, não são precipitados e nem transformados.
  8. 8. 8 Ciclo de Concentração = cloretos na água da caldeira / cloretos na água de alimentação Ciclo de Concentração % Descargas = 1/ciclos x 100 As descargas, então, são calculadas em função dos ciclos, da seguinte maneira: Esse valor expressa o percentual de água que deve ser eliminado da caldeira, calculado sobre o volume da água que entra na caldeira.

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