Tratamento de águas e efluentes.ppt

Disciplina: Tratamento de agua e
efluentes

HISTÓRICO DO TRATAMENTO
DE ÁGUA
Através de um texto médico, do ano de
2000 a.C., têm-se uma das referências
mais antigas sobre o tratamento de água
de consumo.
Ele mostra como tornar a água potável
através do aquecimento sobre o fogo, o
sol ou o ferro quente, ou ainda, filtrando-a
através de um leito de areia ou pedra.

HISTÓRICO DO TRATAMENTO
DE ÁGUA
Na Ásia Menor, o exército de Alexandre
recebia a instrução de ferver a água antes
do consumo.

DISPONIBILIDADE DE
ÁGUA
2% CALOTAS
POLARES
1% ÁGUA DOCE DISPONÍVEL
97% MARES E OCEANOS

Por que utilizar a água?
 Três quartos da superfície da terrestre é coberta pela
água, um composto único e essencial.
 A água é essencial para a manutenção da vida na Terra.
É também uma das mais importantes matérias primas
para a indústria em todo o mundo.

EVOLUÇÃO CONSUMO PER
CAPITA/HOMEM
Homem Volume (Litros/dia)
100 a.C. 12
Romano 20
Século XIX (cidades
pequenas)
40
Século XIX (cidades
grandes)
60
Século XX 800

UTILIZAÇÃO DA ÁGUA NO
MUNDO
• 70% - Agricultura
• 22% - Indústria
• 8% - Doméstico
• OPS ( Organização Pan-Americana de
Saúde): 189 litros água per capita/dia

ÁGUA
– Barata e facilmente disponível;
– Fácil de ser manuseada e pode ser
bombeada;
– Pode carregar grande quantidade de calor;
– Não se expande nem se contrai muito às
temperaturas normalmente encontradas;
– Não se decompõe.

Por que a água não é perfeita para ser usada?
 Infelizmente a reputação da água não é totalmente
positiva. A molécula da água é também notada por
sua capacidade única de dissolver quase tudo o que
ela toca; metais, terra e pedras. Esta capacidade
especial concedeu a água o título de “SOLVENTE
UNIVERSAL”.
 O CICLO HIDROLÓGICO é o processo no qual a água
da chuva cai na terra, se transforma em água de
superfície, atinge lagos, rios e os oceanos. Então
evapora de volta ao ar, onde ela pode vir a cair como
chuva novamente.

A água contém vários tipo de impurezas.
MINERAIS TERRA
Cálcio
Magnésio
Sódio
Ferro
Oxigênio
Monóxido
de carbono
Dióxido de
carbono
Argila
Sedimento
Areia
a. Sólidos dissolvidos b. Gases dissolvidos c. Matéria suspensa

INSUSTENTABILIDADE ATUAL
 3 bilhões de pessoas (40% da população projetada)
estarão vivendo em países sob estresse hídrico até 2015;
 Em 2003, 250 milhões de pessoas foram afetadas por
desastres naturais agravados pela ação humana (3 vezes
mais do que em 1990);
Em 2004 havia 30 milhões de refugiados ambientais;
 91 espécies de peixes de água doce foram extintas
durante o Século 20;

INSUSTENTABILIDADE ATUAL
 A população de 267 espécies marinhas (peixes, pássaros,
mamíferos e répteis) diminuiu cerca de 30% entre 1970 e 2000;
 O consumo mundial de água dobrou entre 1961 e 2001.
O consumo diário é de 1.900 litros/pessoa na América do
Norte e de 15 litros /pessoa na África
 14.800 pessoas morreram de calor na França em 2003
O gasto per capita anual com consumo na Nigéria é de
194 dólares, nos EUA é de 21.707 dólares
 A fome mata 6 milhões de crianças por ano no mundo

SITUAÇÃO BRASILEIRA
60% das internações anuais são pela falta de
saneamento básico
30% da mortalidade infantil é por diarréia
72% das internações são vítimas
de doenças de origem hídrica
(disenteria, hepatite, febre tifóide, cólera,
esquistossomose)

SITUAÇÃO BRASILEIRA
8% dos municípios possuem tratamento adequado
de esgoto
58% dos municípios não tem estações de tratamento
de água
Santa Catarina: 9% das cidades apresentam rede
coletora de esgotos

DOENÇAS ASSOCIADAS A
ÁGUA
Doenças de transmissão hídrica:
Água atua como veículo do agente
infeccioso. Ex: cólera, giardíase.
Doenças de privação hídrica:
Falta de água contribui para ocorrência de
doenças. Ex: diarréias, conjuntivite.

DOENÇAS ASSOCIADAS A
ÁGUA
Doenças de base hídrica:
Água é o habitat predominante dos
organismos. Ex: legionelose,
esquistossomose.
Doenças relacionadas a água:
Água é o habitat dos insetos vetores de
doenças. Ex: dengue, malária.

DOENÇAS X PROBLEMAS
AMBIENTAIS
FONTE: Banco Mundial.
Tuberculose Superlotação
Diarréia Falta de saneamento básico,
abastecimento de água, higiene
Doenças tropicais Falta de saneamento básico,má
disposição do lixo, foco de vetores
Verminoses Falta saneamento básico,
abastecimento de água, higiene
Infecções respiratórias Poluição do ar em recintos
fechados, superlotação
Doenças respiratórias Poluição do ar em recintos
fechados
Câncer do aparelho
respiratório
Poluição do ar em recintos
fechados

REAPROVEITAMENTO DE ÁGUA
Reutilização / Reuso
Reaproveitamento da água apesar da
alteração de suas qualidades físico-
químicas e microbiológicas, em função
do seu uso

REAPROVEITAMENTO DE ÁGUA
Reciclagem
Reaproveitamento da água que já passou
ou precisa passar por alguma forma de
tratamento para ser utilizada

PARÂMETROS DE QUALIDADE DA ÁGUA
Físicos
turbidez
cor
sabor e odor
temperatura
sólidos
Químicos
pH
alcalinidade
acidez
dureza
nutrientes (N, P)
cloretos
ferro e manganês
matéria orgânica
Biológicos
bactérias
vírus
protozoários
fungos

CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
POTÁVEL
Aspectos físicos
• Temperatura
• Turbidez
• Cor
• Sabor e Odor
• Condutividade elétrica
• Sólidos

TURBIDEZ
Presença de partículas em suspensão ou em
estado coloidal, que faz com que ocorra dificuldade
de penetração da luz,
Quanto menor a turbidez, mais eficiente a
desinfecção,
Diâmetros: 10-3 a 10 mm

Partículas Sólidas na Água

COR
Decomposição natural de
plantas e animais
Ácidos húmicos
Formação de
trihalometanos na reação
com o desinfetante

Cor Aparente e Cor Verdadeira
• A diferença é dada pelo
tamanho das partículas
• Água em estado natural – Cor
Aparente
• Medida da cor feita com o
sobrenadante da amostra com
centrifugação e rotação, ou
filtração – Cor Verdadeira

SABOR E ODOR
• Avaliação sensitiva,
• Decorrentes da matéria
excretada de algas e
substâncias dissolvidas
(gases, fenóis, clorofenóis,
lançamento de despejos),
• Tratamento por aeração,
aplicação de oxidante e carvão
ativado.

TEMPERATURA
Tem influência:
• Nas reações com o coagulante,
• Na eficiência da desinfecção,
• Na solubilidade dos gases,
• Na sensação de sabor e odor,
• No desempenho das unidades de mistura rápida, floculação,
decantação e filtração.

1. CONDUTIVIDADE
É a medida da quantidade de sólidos
totais dissolvidos na água.
A leitura é feita em micro-ohms (ohms
Água Pura Água Salgada
Fluxo de Corrente
Na+
Cl-
Cl-
Cl-
Na+
Na+
+
+ -
-

CONDUTIVIDADE ELÉTRICA
• Depende da quantidade de sais dissolvidos na água,
• Estima a quantidade de Sólidos Totais Dissolvidos (STD) na
água,
• Capacidade da água de transmitir corrente elétrica
Altos valores de STD:
• Aumenta solubilidade dos precipitados de alumínio e ferro,
• Favorece a corrosão.

• Conceito: toda matéria que permanece como resíduo, após
evaporação, secagem ou calcinação da amostra a uma
temperatura pré-estabelecida durante um tempo fixado.
• Todos os contaminantes da água, com exceção dos gases
dissolvidos, contribuem para a carga de sólidos. Por esta
razão, os sólidos são analisados separadamente.
• Em linhas gerais, as operações de secagem, calcinação e
filtração são as que definem as diversas frações de sólidos
presentes na água (sólidos totais, em suspensão,
dissolvidos, fixos e voláteis).
SÓLIDOS

 São compostos por substâncias dissolvidas e em suspensão, e
também são classificados como fixos (inorgânicos) e voláteis
(orgânicos).
Sólidos
Totais
Sólidos
Suspensos
(> 1,2  m)
Sólidos
Dissolvidos
(< 1,2  m)
Sólidos
Dissolvidos
Voláteis
(Mat. Orgânica)
Sólidos
Dissolvidos
Fixos
(Sais Inorgânicos)
Sólidos
Suspensos
Voláteis
(Mat. Orgânica)
Sólidos
Suspensos
Fixos (Mat.
Inorgânica)
A A fração orgânica se oxidará e será eliminada como gás e a fração inorgânica
permanecerá como cinzas.
SÓLIDOS

• Sólidos Totais (ST): resíduo que resta na cápsula após a
evaporação em banho-maria de uma porção de amostra e
sua posterior secagem em estufa a 103-105°C até peso
constante. Também denominado resíduo total.
• Sólidos Suspensos (SS): é a porção dos sólidos totais
que fica retida em um filtro que retém partículas de
diâmetro maior ou igual a 1,2 μm. Também denominado
resíduo não filtrável (RNF).
• Sólidos Dissolvidos (SD): é a parcela dos sólidos totais
de menores dimensões, que passam pelo filtro.
SÓLIDOS

• Sólidos Voláteis (SV): é a porção dos sólidos totais que se
perde após a calcinação da amostra a 550-600°C. e
representa a fração orgânica dos sólidos. Também
denominado resíduo volátil.
• Sólidos Fixos (SF): É a porção dos sólidos totais que resta
após calcinação a 550-600°C e representa a fração
inorgânica dos sólidos. Também denominado resíduo fixo.
• Sólidos Sedimentáveis (SSed): é a porção dos sólidos
suspensos que se sedimenta sob a ação da gravidade
durante um período de uma hora, a partir de um litro de
amostra mantida em repouso em um cone Imhoff.
SÓLIDOS

• Distribuição típica dos diversos tipos de sólidos
ST
SS
SD
Voláteis
(SSV)
Fixos
(SSF)
SV
SF
SSed
SÓLIDOS

• Importância
• Estudos de controle de poluição das águas naturais e
principalmente nos estudos de caracterização de esgotos
sanitários e efluentes industriais.
• No controle operacional de sistemas de tratamento de
esgotos, algumas frações de sólidos são de grande
importância. Em processos biológicos aeróbios e
anaeróbios, as concentrações de sólidos em suspensão
voláteis nos lodos dos reatores têm sido utilizadas para se
estimar a concentração de microrganismos
decompositores da matéria orgânica.
SÓLIDOS

• Importância
• Algumas frações de sólidos podem ser inter-relacionadas,
produzindo informações importantes. É o caso da relação
SSV/SST que representa o grau de mineralização de
lodos.
• Padrões de emissão em corpos d’água;
• A presença de sólidos dissolvidos relaciona-se também
com a condutividade elétrica da água.
SÓLIDOS

• Importância
• SSed e SS são relacionadas entre si, constituindo-se em
outro parâmetro prático de grande importância no controle
operacional dos sistemas de tratamento biológico de
esgotos, conhecido por índice volumétrico de lodo (IVL). O
IVL representa o volume ocupado por unidade de massa
de lodo.
• Os lodos que se apresentam em boas condições de
sedimentabilidade apresentam valores de IVL baixos;
SÓLIDOS

• Determinação:
• Sólidos sedimentáveis:
• Volume da amostra: 1L;
• Rotação de 360º
• Leitura da interface lodo / líquido sobrenadante;
• Resultado em mL/L.
CONE IMHOFF LAVAGEM AMOSTRA
SEDIMENTAÇÃO
AGITAÇÃO AOS
45 MIN.
LEITURA AOS
60 MIN.
SÓLIDOS

• Determinação:
• Sólidos totais, fixos e voláteis:
• Volume da amostra: 100 mL;
• 1ª. Pesagem: P0  peso da cápsula
• 2ª. Pesagem: P1  sólidos totais: (P1 – P0)/V
• 3ª. Pesagem: P2  sólidos voláteis (P1 – P2)/V
CÁPSULA LAVAGEM FORNO MUFLA DESSECADOR
BALANÇA AMOSTRA BANHO-MARIA ESTUFA DESSECADOR
BALANÇA FORNO MUFLA DESSECADOR BALANÇA
SÓLIDOS

• Relações:
• ST = SF + SV  SV = ST - SF
• SD = ST - SST
• SDF = SF - SSF
• SDV = SV - SSV
SÓLIDOS

POTÁVEL
Aspectos químicos
• pH
• Acidez e Alcalinidade
• Dureza
• Cloretos e Sulfatos
• Ferro e Manganês
• Nitratos e Nitritos

ÁCIDO BÁSICO
Aumento nos íons de hidrogênio
1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
3
pH
Soda cáustica
Água Sanitária
Sabões
Cal
Leite de magnésia
Ácido clorídrico
Sucos Cítricos
Refrigerantes
Cervejas
Café
Tendência de corrosão Tendência de incrustação
pH

pH
 Potencial hidrogênio
iônico da solução,
 Índice que expressa a
acidez, alcalinidade ou
alcalinidade de uma
solução,
 Importante nas etapas
de coagulação, filtração,
desinfecção e controle de
corrosão.

ALCALINIDADE
• Capacidade da água em resistir a mudanças de pH, ou
seja, capacidade de neutralizar ácidos.
Faixa de pH Alcalinidade
>9,4 Hidróxidos e carbonatos
8,3 – 9,4 Carbonatos e bicarbonatos
4,4 - 8,3 Bicarbonatos

ALCALINIDADE
 A alcalinidade é um dos componentes mais críticos da
água. Se a alcalinidade é muito alta, pode ocorrer a
formação de depósitos e incrustações. Se a
alcalinidade for muito baixa, o resultado é a
ocorrência de corrosão.

ACIDEZ
 Capacidade de
neutralizar bases
 Problemas de
corrosão de metais

DUREZA
Deve-se a presença de sais de
cálcio e magnésio,
Provoca tártaro,
Consumo excessivo de sabão,
Incrustações em sistemas
de água quente

 Cálcio e Magnésio são os componentes que compõem
a dureza da água. O cálcio e o magnésio fazem a água
ser “difícil de lavar”. O minerais causadores de dureza
reagem com o sabão, e fazem necessário o uso de
uma maior quantidade de sabão.
DUREZA = CÁLCIO E MAGNÉSIO
 A dureza da água deve ser monitorada
cuidadosamente porque estes minerais saem da
solução e formam depósitos muito duros, similares a
pedras, nos clarificadores.
DUREZA

Coloração amarelada e
turva,
Confere sabor amargo e
adstringente à água,
Quando oxidado, mancha
sanitários e roupas
FERRO E MANGANÊS

 A sílica ocorre naturalmente nas águas tanto de
superfície como água subterrânea. A sílica
dependendo da concentração, pode causar sérios
problemas de incrustação em caldeiras e sistemas de
resfriamento.
SÍLICA

NITRITOS E NITRATOS
Diversas formas do nitrogênio:
• Nitrato (NO3
-)
• Nitrito (NO2
-)
• Amônia (NH3)
• Nitrogênio molecular (N2)
• Nitrogênio orgânico
O nitrogênio orgânico degrada-se e transforma-se em
nitrogênio amoniacal, com a presença de O2, transforma-se
em nitrito, depois em nitrato.

Características químicas
Nitritos e Nitratos
• Nitratos e nitritos:
podem causar problemas de perda de capacidade de
oxigenação do sangue – metaglobinemia – doença do bebê
azul
• Nitrogênio orgânico e amoniacal:
Poluição por descarga de esgoto recente
• Nitratos:
Poluição remota, nitrogênio já está oxidado
• Quando desinfecção com cloro, formação de cloraminas
orgânicas, reduzindo o poder de desinfecção do cloro.

OXIGÊNIO DISSOLVIDO
• É importante para a
sobrevivência dos
organismos aquáticos
aeróbios,
• Juntamente com o CO2
pode causar corrosão de
materiais ferrosos,
(canalizações e caldeiras)

POTÁVEL
Aspectos microbiológicos
Organismos indicadores de
contaminação fecal
COLIFORMES TOTAIS E
FECAIS

CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS
• São determinadas por meio de
exames bacteriológicos e
hidrobiológicos,
• São as algas, protozoários, bactérias,
rotíferos, crustáceos, vermes

CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS
Coliforme totais
• Fermentam a lactose com
liberação de gás em
menos de 48 hs, 35°C,
• Sobrevivem mais tempo
na água,
• Resistem mais à cloração,
• Indicadores da eficiência
do tratamento
Coliformes fecais
• Fermentam a lactose com
liberação de gás em
menos de 48 hs, 44,5°C,
• Presentes no intestino e
excrementos de animais
de sangue quente
• Indicadores de qualidade
de águas brutas

• Conceito: o OD é de essencial importância para os
organismos aeróbios.
– Estabilização da MO  consumo de OD  comprometimento
da vida aquática.
– Caso o OD seja totalmente consumido, tem-se condições
anaeróbias  geração de maus odores.
• Constituinte responsável: gás dissolvido.
• Origem natural: dissolução do oxigênio atmosférico e
produção pelos organismos fotossintéticos.
• Origem antropogênica: introdução de aeração artificial.
OXIGÊNIO DISSOLVIDO: OD

• Importância
• O oxigênio dissolvido é de vital importância para os seres
aquáticos aeróbios.
• É o principal parâmetro de caracterização dos efeitos da
poluição das águas por despejos orgânicos.
• É utilizado no controle operacional de estações de
tratamento de esgotos (processos aeróbios e anaeróbios)
• Caracterização de corpos d’água.
• Parâmetro imprescindível para análise da DBO.

• Em termos de tratamento de águas residuárias:
• É necessário um teor mínimo de OD (1 mg/L ou eventualmente
mais) nos reatores dos sistemas aeróbios
• Em termos dos corpos d’água:
• A solubilidade do OD varia com a altitude e temperatura. Ao nível
do mar (20o C), a Csat é de 9,2 mg/L
• Valores de OD > CSat  indicativo da presença de algas
• Valores de OD bem inferiores à CSat  presença de matéria
orgânica (provavelmente esgotos)
• Com OD em torno de 4-5 mg/L morrem os peixes mais
exigentes; com OD igual a 2 mg/L praticamente todos os peixes
estão mortos; com OD igual a 0  condições de anaerobiose

Determinação
• Método Químico: Método de
Winkler modificado pela azida
de sódio (NaN3)
• Método Eletrométrico:
Oxímetros

• Conceito: a MO presente nos corpos d’água e nos
esgotos é uma característica de primordial importância,
sendo a causadora do principal problema de poluição
das águas: o consumo do oxigênio dissolvido pelos
microrganismos nos seus processos metabólicos de
utilização e estabilização da MO.
• Constituinte responsável: sólidos em suspensão e
sólidos dissolvidos.
• Origem natural: matéria orgânica vegetal e animal.
MATÉRIA ORGÂNICA

• Origem antropogênica: despejos domésticos e
industriais.
• Formas de se medir:
–Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)
–Demanda Química de Oxigênio (DQO)
–Carbono Orgânico Total (COT)
MATÉRIA ORGÂNICA

 Conceito: a demanda bioquímica de oxigênio (DBO), é
parâmetro fundamental para o controle da poluição das águas
por matéria orgânica.
 Esta determinação envolve a medida do oxigênio dissolvido
utilizada pelos microrganismos na oxidação bioquímica da
matéria orgânica.
 A DBO é então empregada na determinação da quantidade
aproximada de oxigênio que será necessária para oxidar
biologicamente a matéria orgânica presente.
MATÉRIA ORGÂNICA: DBO

 Determinação da DBO:
 Basicamente, a análise de DBO consiste em medidas da
concentração de OD nas amostras, diluídas ou não, antes e após
um período de incubação de 5 dias a 20°C.
 Durante este período, ocorrerá redução no teor de OD da água,
consumido para satisfazer as reações bioquímicas de
decomposição de compostos orgânicos biodegradáveis.
 Quanto maior for a quantidade de matéria orgânica
biodegradável nas amostras, maior será o consumo de oxigênio
durante os 5 dias de incubação e, portanto, maior será o valor
da DBO.

 Determinação da DBO:
 No caso dos esgotos, alguns aspectos de ordem prática fazem
com que o teste sofra algumas alterações.
 Os esgotos, possuindo uma grande concentração de MO,
consomem rapidamente (bem antes dos 5 dias) todo o oxigênio
dissolvido no meio líquido.
 Assim, é necessário efetuar-se diluições para reduzir a
concentração de MO, possibilitando que o consumo de
oxigênio a 5 dias seja numericamente inferior ao oxigênio
disponível na amostra.

 Conceito: a demanda química de oxigênio (DQO) mede o
consumo de oxigênio ocorrido durante a oxidação química da
matéria orgânica.
 O valor obtido é, portanto, uma indicação indireta do teor de
MO presente.
 A DQO é um parâmetro indispensável nos estudos de
caracterização de esgotos sanitários e de efluentes industriais.
A DQO é muito útil quando utilizada conjuntamente com a
DBO para observar a biodegradabilidade de despejos.
MATÉRIA ORGÂNICA: DQO

 Determinação da DQO:
 A oxidação química da matéria orgânica é obtida através do uso
de um forte oxidante (dicromato de potássio, K2Cr2O7) em
meio ácido.
 Uma das grandes vantagens da DQO sobre a DBO é que
permite respostas em tempo muito menor: cerca de três horas.
 Além disso, o teste de DQO engloba não somente a demanda
de oxigênio satisfeita biologicamente (como a DBO), mas tudo
o que é suscetível de demandas de oxigênio, em particular os
sais minerais oxidáveis.

 Determinação da DQO:
 Exatamente por esse motivo, os resultados da DQO de uma
amostra são superiores aos de DBO.
 Como na DBO mede-se apenas a fração biodegradável, quanto
mais este valor se aproximar da DQO significa que mais
facilmente biodegradável será o efluente.

 A análise de Carbono Orgânico Total é aplicável especialmente
para a determinação de pequenas concentrações de matéria
orgânica.
 O teste é desenvolvido colocando-se uma quantidade conhecida
de amostra em um forno a alta temperatura.
 O carbono orgânico é oxidado a CO2 na presença de um
catalisador e o gás carbônico produzido é quantificado.
MATÉRIA ORGÂNICA: COT

 Formas principais de remoção:
 Os processos mais adequados para a remoção de matéria
orgânica das águas residuárias, esgotos sanitários e efluentes
industriais são os processos biológicos.
 Quando comparados aos processos físico-químicos,
apresentam a grande vantagem de resultarem em eficiência
mais elevada na remoção de DBO e DQO a um custo
operacional mais baixo.
MATÉRIA ORGÂNICA

 Formas principais de remoção:
 Processos biológicos:
 Lagoas de estabilização
 Lodos ativados
 Tratamento anaeróbio
 Disposição controlada no solo
 Etc.
 Processos físico-químicos
MATÉRIA ORGÂNICA

QUALIDADE E CARACTERÍSTICAS DAS
ÁGUAS BRUTAS
 ÁGUAS DE SUPERFÍCIE (Rios e Lagos)
 Baixa quantidade de sólidos dissolvidos
 Elevada quantidade de sólidos suspensos
 Sua qualidade muda rapidamente com as estações do ano e
com variações no tempo

QUALIDADE E CARACTERÍSTICAS DAS
ÁGUAS BRUTAS
 ÁGUAS PROFUNDAS (Poços)
 Elevada quantidade de sólidos dissolvidos
 Baixa quantidade de sólidos suspensos
 Elevados teores de ferro e manganês
 Baixo teor de oxigênio
 Relativamente constante
em sua qualidade e temperatura

LEGISLAÇÃO BRASILEIRA
Ministério da Saúde:
Portaria MS n°518, de 25 de março de 2004
Política Nacional de Recursos Hídricos:
Lei n°6938/81
Conselho Nacional de Meio Ambiente:
CONAMA n°357/2005
Lei Estadual de Santa Catarina:
Decreto nº 14.250, de 5 de junho de 1981

PORTARIA MS n°518/2004
n° 2914 de 12/12/2011
 Dispõe sobre procedimentos e
responsabilidades para o controle e
vigilância da qualidade da água para
consumo humano
 Estabelece os padrões de potabilidade

1000
mg/l
Sólidos dissolvidos totais
200
mg/l
Sódio
Não objetável
-
Gosto
0,5
mg/l
Surfactantes
0,05
mg/l
Sulfeto de hidrogênio
250
mg/l
Sulfato
5
mg/l
Zinco
5
uT
Turbidez
5,0
mg/l
Cloro livre
6,0 – 9,5
-
pH
0,2
mg/l
Etilbenzeno
500
mg/l
Dureza
0,1
mg/l
Manganês
0,3
mg/l
Ferro
Não objetável
-
Odor
0,12
mg/l
Monoclorobenzeno
250
mg/l
Cloreto
15
mg Pt-Co/l
Cor aparente
1,5
mg/l
Amônia (como NH3)
0,2
mg/l
Alumínio
VMP
Unidade
Parâmetro
Padrão para aceitação para consumo humano

CONAMA n°357/05
Classifica as águas em categorias, e as
classifica segundo os seus usos;
Além disso, direciona os padrões de
lançamento dos efluentes conforme a
necessidade do futuro uso da água.

CONAMA n°357/05
Art. 2º. Para efeito desta Resolução são adotadas
as seguintes definições:
I - águas doces: águas com salinidade igual ou
inferior a 0,5%;
II - águas salobras: águas com salinidade superior
a 0,5% e inferior a 30%;
III - águas salinas: águas com salinidade igual ou
superior a 30%.

CONAMA n°357/05
• As águas doces são classificadas em:
Classe especial, 1,2, 3 e 4
• As águas salobras são classificadas em:
Classe especial, 1, 2 e 3
• As águas salinas são classificadas em:
Classe especial, 1, 2 e 3

ÁGUAS DOCES
►Classe especial
• ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção;
• à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas;
• à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de
conservação de proteção integral

ÁGUAS DOCES
•
►Classe 1
• ao abastecimento para consumo humano, após tratamento
simplificado;
•à proteção das comunidades aquáticas;
•à recreação de contato primário, tais como natação, esqui
aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA no 274, de
2000;
•à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que
se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem
remoção de película; e
•à proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas

►Classe 2
• ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional;
• à proteção das comunidades aquáticas;
• à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e
mergulho, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000;
• à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de
esporte e lazer, com os quais o público possa vira ter contato direto; e
• à aqüicultura e à atividade de pesca.
ÁGUAS DOCES

ÁGUAS DOCES
►Classe 3
• ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento convencional ou avançado;
• à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e
forrageiras;
• à pesca amadora;
• à recreação de contato secundário; e
• à dessedentação de animais

ÁGUAS DOCES
► Classe 4
à navegação; e
à harmonia paisagística

FUNÇÕES DE CADA ETAPA
Grelhas: separação das impurezas mais
grosseiras,
Captação de água: tomada de água para
encaminhá-la à ETA,
Bombas de baixa pressão: (eventualmente)
transportar a água até a ETA,

Pré-desinfecção: redução da concentração de
microorganismos, oxidação da matéria orgânica,
Medição de vazão: além de ajustar a dosagem
de produtos químicos
Coagulação: desestabilizar as partículas em
suspensão, preparar a formação de um floco,
Floculação: aglutinar as partículas de impurezas,
aumentarem o volume do floco,

Decantação: eliminar as partículas do floco, o
líquido é encaminhado para os filtros e o lodo
formado deve ser enviado a rede de esgotos,
Filtração: separar as pequenas partículas de
floco contidas no decantador, última etapa
possibilitando a redução da turbidez e da cor,
Desinfecção: destruição dos microorganismos
prejudiciais à saúde,

Fluoretação: adição de íons fluoretos na água,
Reservatório: conservar a água tratada até a
sua utilização,
Bombas de alta pressão: (eventualmente)
distribuição de água tratada para os
consumidores

TRATAMENTO DA ÁGUA
Processo físico-químico de remoção de Sólidos
Suspensos presentes na água.
Possui etapas distintas:
• Mistura rápida
• Coagulação
• Floculação
• Decantação

MISTURA RÁPIDA
• Nessa fase, as partículas em suspensão,
que se pretende remover, reagem com os
produtos químicos adicionados à água,
• A mistura deve ser enérgica e de curta
duração, com o objetivo de dispersar os
produtos químicos na água.

Coagulação
A turbidez e a cor são provenientes de
partículas pequenas e negativas
O coagulante possui carga elétrica positiva e
assim desestabiliza estas partículas
Partículas + Coagulante = Atração de partículas
Processo rápido = até 100 segundos

Coagulação
- -
-
-
-
- -
-
-
-
-
-
-
-
-
- -
-
-
-
-
- +
+
+
+
+
+
+
Neutralização de Cargas Superficiais
= Potencial Zeta ~ Zero
anula força de Repulsão

Coagulação
Consiste na desestabilização das
partículas em suspensão, através do
uso de um coagulante adequado.

Coagulação
A dosagem do coagulante depende de:
• Quantidade de Sólidos Suspensos;
• pH da água;
• Tipo de Coagulante

Principais coagulantes usados no
tratamento de águas
Composto Fórmula Faixa Ideal de pH
Sulfato de Alumínio Al2(SO4)3.18H2O 5,0 à 8,0
Sulfato Ferroso FeSO4.7H2O 7,5 à 8,0
Cloreto Férrico FeCl3 4,0 à 5,0
Sulfato Férrico Fe2(SO4)3 4,5 à 5,5
PAC 5,0 à 8,0

Fatores que influenciam a
Coagulação
• pH,
• temperatura, (+coagulante, polímero, +
turbidez),
• coagulante,
• turbidez (pH ideal para eliminar= 6,5 a
7,5),
• Cor (pH ideal para eliminar= 4,0 a 6,0).

O PROCESSO DE COAGULAÇÃO
Mecanismos de
desestabilização de partículas
coloidais
Compressão da dupla camada
Adsorção-neutralização
Varredura
Pontes de hidrogênio

FLOCULAÇÃO
Caracteriza-se pela aglomeração dos microflocos
formados na etapa de coagulação
Ocorre com agitação lenta e depende da
probabilidade de choque entre as partículas
Em alguns casos torna-se imprescindível o uso
de “Polieletrólitos”

ANTES DEPOIS
FLOCULAÇÃO QUÍMICA

Sistemas de floculação
• Sistema hidráulico: chicanas horizontais e
chicanas verticais,
•Sistema mecânico: hélices, turbinas ou pás.

Tipos de floculadores
Mecanizado de hélice Floculador hidráulico vertical

DECANTAÇÃO
Após sair do floculador, espera-se que
praticamente toda a matéria em suspensão
existente na água bruta esteja aglutinada entre si e
com o coagulante, constituindo o que se
denomina de floco.
Da mesma forma, espera-se que esses flocos
tenham adquirido tamanho e peso suficientes para
que possam ser separados da água através da
decantação.

FILTRAÇÃO
Processo de polimento associado à
clarificação de um meio líquido.
1) O filtro contém um leito de material poroso;
2) Os sólidos suspensos são retidos;
3) Através da retrolavagem são eliminados lama e
fragmentos diversos.

FILTRAÇÃO
Nesse processo a água passa através de um
leito de areia e/ou antracito com granulometria
especificada, suportada por uma camada de
cascalho. Durante esta passagem as
partículas são retiradas da água e acumulam-
se no espaço entre os grãos do material
filtrante dentro do filtro.

CLASSIFICAÇÃO
• taxa de filtração: filtro rápido / lento
• direção do fluxo: filtro descendente /
ascendente
• material filtrante: filtro de camada simples /
duplo / triplo
• pressão da filtração: filtro de gravidade /
de pressão

Filtro de Pressão
Água Filtrada
Água Afluente Água de Rejeito
Brita de 3,5 à 1/8 pol.
Areia Fina
Água
X
0,5 X
Placa Defletora
Crepinas

Filtração com Carvão Ativado
Empregada fundamentalmente para a
remoção de:
• Cloro
• Materiais orgânicos solúveis

Cloro +
Orgânicos
Carbono
ativado
Carbono
ativado
+ Cloro
+ Orgânicos
Água
Atuação do Carvão Ativado

EFICIÊNCIA DA FILTRAÇÃO
• concentração de matéria em suspensão na água aplicada (antes
da filtração)
• concentração máxima permitida de matéria em suspensão depois
da filtração
• granulometria do meio filtrante (tamanho e uniformidade dos
grãos)
• porosidade do meio filtrante
• profundidade do filtro
• taxa ou velocidade de filtração T = Q/A (m³/(m²·dia), m/h)
• variação da perda de carga (mínima quando acabou de ser
lavado, máxima quando está colmatado)
• consumo de água tratada na lavagem do filtro
• tempo de operação entre as lavagens

LAVAGEM DOS FILTROS
• VELOCIDADE (v) = VAZÃO água de
lavagem/ÁREA do filtro
• Varia entre 0,8 e 0,9 m/min
• Tempo normalmente 10 minutos
• VOLUME = v x t x A

LAVAGEM DOS FILTROS
• Quando o nível de água atingir um certo
limite, correspondendo à perda de carga
máxima permissível, lava-se o filtro que
estiver operando há mais tempo;
• Se houver controle de turbidez no efluente
de cada filtro, lava-se o filtro que
apresentar pior resultado.

Filtros ascendentes
• Os filtros ascendentes foram introduzidos no
Brasil com a denominação de filtros russos e
são adequados para a clarificação direta de
águas com as seguintes características:
• pouco poluídas
• pouco contaminadas
• de turbidez baixa (menor de cerca 50 UT)
• de baixo teor de sólidos em suspensão (menor
que cerca de 150 mg/L, incluindo o coagulante
aplicado)
• sem variações rápidas de qualidade

• Água desta qualidade, previamente coagulada,
pode ser diretamente introduzida pelo fundo do
filtro sem passar por floculadores ou por
decantadores.
• A filtração é realizada satisfatoriamente no
próprio filtro enquanto a água escoa no sentido
de baixo para cima, sucessivamente, através da
camada suporte e do leito de areia. Acima da
camada de areia, calhas coletoras ou tubos
perfurados recolhem a água filtrada.
Filtros ascendentes

FILTROS LENTOS
• A filtração lenta é adotada principalmente para
comunidades de pequeno porte como
tratamento único de água, quando as águas dos
mananciais apresentam baixos teores de
turbidez e cor (menor que 50 NTU).
• O processo consiste em fazer a água passar
através de um leito de areia de 0,9 a 1,2 m de
espessura com a finalidade de remover
impurezas físicas, químicas e biológicas.
• Geralmente a lâmina de água de 0,9 a 1,2 m
acima do leito filtrante proporciona uma taxa de
filtração entre 3 e 9 m³/(m².dia).

VANTAGENS DOS FILTROS
LENTOS
• Operação simples;
• Custos operacionais baixos;
• Boa eficiência na remoção de
microorganismos patogênicos;
• Boa eficiência na remoção de turbidez.

DESVANTAGENS DOS FILTROS
LENTOS
• Ocupam grandes áreas;
• Necessidade periódica de remoção e
lavagem da areia;
• Possibilidade de degradação do
manancial com o passar do tempo,
alterando as características físico-
químicas iniciais da água (aumento
excessivo da turbidez).

Principais Processos de Remoção
de Impurezas da Água
PROCESSO IMPUREZAS
- Clarificação Sólidos Suspensos
- Filtração Sólidos Suspensos
- Carvão Ativado Cloro e Mat. Org.
- Cloração M.O, Cor, Fe, Mn
- Abrandamento Dureza Ca e Mg
- Desmineralização Sais Dissolvidos
- Osmose Reversa Sais Dissolvidos
- Desaeração Gases Dissolvidos
- Descarbonatação HCO3
- e CO3
-2

DESINFECÇÃO
 A desinfecção é feita normalmente com utilização de
produtos à base cloro.
 Os produtos mais utilizados são:
 Hipoclorito de Sódio
 Hipoclorito de Cálcio
 Cloro Gás

DESINFECÇÃO
 Outros produtos:
 Dióxido de cloro: custos mais elevados de implantação e
operação,
 Ozônio: Não deixa cheiro na água. Operação difícil, e não tem ação
residual,
 Raios ultravioletas: lâmpadas de mercúrio

CLORAÇÃO
É o processo de adição de um agente químico clorado à água
com a finalidade de promover a oxidação de compostos:
• Inorgânicos (Remoção de impurezas - Pré-cloração);
• Orgânicos (Remoção de contaminantes - Pré-cloração e
Desinfecção - Pós-cloração).
As formas de utilização mais comuns são como Cloro gás e
Hipoclorito de Sódio (10%).

Pré - Cloração
É a cloração efetuada logo após a captação de água bruta e
empregada nos seguintes casos:
• Quando U.F.C.> 50.000 col./ml para evitar desenvolvimento
microbiológico exagerado no sistema de pré-tratamento;
• Sempre que o teor de Matéria orgânica oxidável pelo K2Cr2O7
for superior à 5,0 ppm;
• Quando o tempo de Pós-Cloração for menor que 4 horas;
• Oxidar Fe e Mn solúveis
• 2 Fe(HCO3)2 + Cl2 + H20  2Fe(OH)3 + 2HCl + 4CO2
• 2 Mn(HCO3)2 + Cl2 + H20  2Mn(OH)3 + 2HCl + 4CO2

Pós - Cloração
É a cloração efetuada logo após o processo de filtração,
com a finalidade de promover a desinfecção da água:
Reações Químicas:
• Cloro Gás: Cl2 + H2O  HClO + HCl
• Hipoclorito de Sódio: NaClO + H2O  HClO + NaOH
HClO H+ + ClO-
• A eficiência da cloração é determinada pela quantidade de HClO
presente no meio, pois este é cerca de 40 a 80 vezes mais oxidante que o
íon ClO-.
O HClO difunde-se fácil através das paredes celulares dos
microrganismos, reagindo com proteínas do citoplasma interferindo
diretamente nas suas funções vitais.

• Quando o gás cloro é adicionado na água,
2 reações ocorrem:
hidrólise e ionização
Cl2 + H2O  HClO + H+ + Cl-
HOCl  H+ + OCl-
Pós - Cloração

As quantidades de HOCl e OCl- são
chamadas de cloro residual livre
• O grau de dissocição depende da
temperatura e pH
Pós - Cloração

Eficiência da Cloração X pH do meio
5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0
20%
40%
60%
80%
100%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0%
Percentual
de
HClO
Percentual
de
ClO
-
pH
HClO H+ + ClO-

Regras Básicas para a Pós - Cloração
• O residual de Cloro Livre deverá estar compreendido
entre 0,5 e 1,0 ppm.
• No sistema de distribuição deverá ser 0,2 ppm.

EFICIÊNCIA DA FILTRAÇÃO
- concentração e espécie dos microorganismos
presentes na água;
-concentração e tipo do desinfetante na água;
-tempo de contato do desinfetante com a água
a ser tratada;
-características químicas e temperatura da água.

CONTROLES OPERACIONAIS DA ETA
pH no Floculador: de acordo com a característica da
água e do Coagulante empregado.
(PAC: 7 a 7,5; Sulfato de Alumínio: 6,2 a 6,8);
Clarificação, tamanho dos flocos e Decantação:
amostragem e visualização no tanque de floculação;
Descarga do Lodo: uma vez por turno ou quando
necessário, com tempo curto para evitar desperdícios;
Retrolavagem dos filtros: com auxílio de ar
comprimido, porém com o cuidado para evitar arraste de
arreia; raspar antes a sujeira de cima do filtro;
Limpeza geral da ETA: uma vez por semana ou pelo
menos uma a cada quinze dias.

Manuseio com Produtos Químicos
Todo produto químico requer cuidado quanto
ao manuseio, estocagem e descarte, de forma
que ao manuseá-los, usar os EPI’s usuais,
tais como: protetor facial, luvas e avental de
PVC.
Evitar contato com a pele e olhos. No caso de
contato com a pele, lavar imediatamente com água
e sabão por pelo menos 15 minutos, no caso de
irritação, procurar auxílio médico. No caso de
contato com os olhos, lavar com água em
abundância durante pelo menos 15 minutos,
mantendo as pálpebras abertas. Caso persista
alguma irritação procure um oftalmologista.

• Um dos objetivos de laudos de análises é a verificação
do atendimento aos padrões exigidos pelas legislações.
• A interpretação de laudos serve para fornecer subsídios
para três importantes objetivos:
– Estudo da tratabilidade de águas para abastecimento público
e industrial;
– Estudo da biodegradabilidade de efluentes líquidos
predominantemente orgânicos;
– Estudo da consistência de resultados de análises
laboratoriais.

 Estudo da tratabilidade de águas para abastecimento
público e industrial:
– Identificação dos parâmetros que necessitam de tratamento, de modo a se
enquadrar nos padrões;
– Identificação do melhor tipo de tratamento deve ser empregado em cada
caso.

• Estudo da tratabilidade de águas para abastecimento
• Sólidos suspensos  fácil remoção
– Sedimentação simples;
– Flotação;
– Filtração (partículas mais finas).
• Partículas em estado coloidal (turbidez baixa e cor
elevada):
– Coagulação e floculação;
– Aeração ou cloração (auxiliares).

• Estudo da tratabilidade de águas para abastecimento
• Partículas em solução verdadeira e íons  difícil
remoção:
– Troca iônica;
– Osmose reversa;
– Precipitação química.
• Entre os íons de difícil remoção, encontram-se:
– Cátions: metais pesados; cálcio e magnésio.
– Ânions: cloretos, fluoretos, sulfatos, sulfetos, nitrato e cianeto.

• Exercício: A água de um poço foi analisada, tendo-se
obtidos os seguintes resultados:

 Estudo da biodegradabilidade de efluentes líquidos
predominantemente orgânicos :
– Identificação do grau de biodegradabilidade de efluentes líquidos para
escolha do processo de tratamento a ser utilizado;
– Identificação do melhor tipo de tratamento deve ser empregado em cada
caso.

• Estudo da biodegradabilidade de efluentes líquidos
predominantemente orgânicos:
• Relação SV/ST  avaliação da carga orgânica
• Relação DBO5/DQO  avaliação da biodegradabilidade
• DBO5/DQO < 0,25 – biodegradabilidade pequena
• Nutrientes (N,P):
– DBO5 : N : P  100 : 5 : 1 (processos aeróbios);
– DQO : N : P  350 : 7 : 1 (processos anaeróbios).

• Substâncias tóxicas ou inibidoras da atividade biológica:
– Solventes orgânicos  alguns mg/L;
– Óleos e graxas  uma ou mais centenas de mg/L;
– Compostos fenólicos  50 a 200 mg/L;
– Metais pesados  poucos mg/L;
– Pesticidas  baixas concentrações.
• De modo geral, os efeitos de substâncias inibidoras são
mais relevantes em reatores anaeróbios.

• Nos reatores anaeróbios, as presenças de sulfato,
cloreto e amônia devem ser limitadas.
• O pH deve se manter próximo à neutralidade para
permitir um ecossistema diversificado e equilibrado.
• Temperatura:
– Tratamento anaeróbio: 35oC (faixa termofílica: 60oC);
– Tratamento aeróbio: 30oC (temperaturas altas dificultam a dissolução do
oxigênio).

• Exercício: Avaliar a biodegradabilidade de um efluente
industrial cujas análises apresentaram os seguintes
resultados:
Sólidos totais: 2000 mg/L Sólidos voláteis: 1600 mg/L
DBO5 : 850 mg/L DQO: 1200 mg/L
Nitrogênio orgânico: 20 mg/L (N)
Nitrogênio amoniacal: 30 mg/L (N)
Nitrato: 5 mg/L (NO3)
Fosfato total: 15 mg/L (PO4)
Óleos e graxas: 500 mg/L
Índice de fenóis: 180 mg/L
Sulfato: 1400 mg/L
pH: 4,8
Temperatura 60oC

• Estudo da consistência de resultados de análises
laboratoriais:
• ST = SF + SV SV = ST - SF
• SD = ST - SST
• SDF = SF - SSF
• SDV = SV - SSV
• Sólidos dissolvidos e cor verdadeira: Como a cor verdadeira é causada por
sólidos dissolvidos, não é possível ter‐se cor verdadeira elevada e baixa
concentração de sólidos dissolvidos.
• Ferro, manganês e cor: Como ferro e manganês dissolvidos na água
desenvolvem cor, não é possível ter‐se concentrações elevadas de ferro ou
manganês e baixos valores de cor.

• pH e acidez: Não existe acidez em amostra com pH acima de 8,3.
• pH e alcalinidade: Não existe alcalinidade em amostras com pH abaixo de
4,5.
• Alcalinidade de bicarbonato não existe em uma água que contenha
alcalinidade de hidróxido e vice‐versa.
• Dureza (CaCO3) = Cálcio (CaCO3) + Mg (CaCO3)
• Alcalinidade e dureza: A alcalinidade de bicarbonatos é proporcional à
dureza
• temporária.
• DBO5 e DQO: É bastante improvável que se tenha DBO5 maior que a DQO
em uma amostra.
• NTK (Nitrogênio Total Kjeldahl) = N – Orgânico + N‐ Amoniacal
• Estudo da consistência de resultados de análises laboratoriais:

• Exercício: Na análise de um efluente industrial foram
obtidos os resultados abaixo relacionados. Avaliar a
coerência entre eles.
• pH: 8,9
• DBO5: 180 mg/L DQO: 320 mg/L
• Fósforo total: 8,2 mg/L (P) Ortofosfato: 4 mg/L (PO4)
Fosfato orgânico: 20 mg/L (PO4) Sólidos totais: 540 mg/L
• Sólidos fixos: 200 mg/L Sólidos voláteis: 360 mg/L
• Sulfato: 420 mg/L Chumbo: 12 mg/L
• Nitrogênio total (NTK): 35 mg/L (N)
• Nitrogênio orgânico: 20 mg/L (N)
• Nitrogênio amoniacal: 15 mg/L (N)
• Material Solúvel em hexano: 550 mg/L
• Índice de fenóis: 20 mg/L

• Exercício: Na análise de um efluente industrial foram
obtidos os resultados abaixo relacionados. Avaliar a
coerência entre eles.
• Cor: 5 UC
• Turbidez : 2 UNT
• Sólidos Totais: 350 mg/L
• Sólidos Fixos: 150 mg/L
• Sólidos Voláteis: 250 mg/L
• Sólidos em Suspensão Totais: 280 mg/L
• Sólidos em Suspensão Fixos: 60 mg/L
• Sólidos Dissolvidos Totais: 100 mg/L
• Sólidos Dissolvidos Fixos: 20 mg/L
• Sólidos Dissolvidos Voláteis: 80 mg/L
• Sólidos Sedimentáveis: 40 mg/L

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