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Tratamento de
Água e Efluentes
 2º. Sem./2010
 Eng.Ambiental
Programa

I UNIDADE
  Introdução – Histórico – Panorama
  Caracterização das Águas e Esgotos
  Princípios Químicos, Físicos e Biológicos do TA
  Interpretação de Análises e Elaboração de Laudos
  Considerações Projetos e Técnicas de Tratamento
  Tecnologia para Tratamento de Água
  Parâmetros de controle de qualidade de Água
  Legislação Aplicada e Padrões




                                                      2
Nesta Aula Veremos ...

 Considerações gerais sobre o Projeto de
  Tratamento de Água
 Técnicas de Tratamento de Água
 Aeração e Pré-Cloração
 Mistura rápida e dosagem de coagulantes
 Estudo de Caso – Redução no Custo e
  Perdas do Tratamento de Água da ETA de
  Salinas-BA, após mudança do ponto de
  Captação.
Considerações
sobre Projetos
      de ETAs
Projeto de ETAs

                  Tópicos

 Introdução
 Escolha do Manancial
 Disposição e Compacidade das Instalações
 Localização das ETAs
 Normas de Projeto
 Custos das ETAs
 Principais Técnicas de Tratamento e seus
  efeitos
Projeto de ETAs

                  Introdução

 Você sabia que as metrópoles New York, Roma
  e Madri são exemplos de gestão das águas
  para abastecimento público no Mundo ?

 Você sabe por que ?
Sistema Abastecimento

                         Unidades

 CAPTAÇÃO – Dar condições para que a água seja retirada
do manancial em quantidade capaz de atender à demanda;
 ADUÇÃO – Condução da água desde a captação até a
comunidade abastecida;
 TRATAMENTO – Eliminação de impurezas e ou correção das
condições impróprias;
 RESERVAÇÃO – Atendimento às diversas necessidades tais
como: consumo, demandas de emergência (incêndio e outros
imprevistos), manutenção da pressão necessária na rede;
 DISTRIBUIÇÃO – Condução da água através de tubulações
para os diversos pontos de consumo.
                                                           7
CAPTAÇÃO

                              TRATAMENTO




                            RESERVAÇÃO




                           ADUÇÃO
                                            Captação
                                            Tratamento
          DISTRIBUIÇÃO
                                            Reservação

                                            Adução
Fonte: www.copasa.com.br                    Distribuição.
                                                             8
Caixa D’Água                 São Caetano
   Federação                                                                               Pirajá




                                                                          Garcia


                                                   Federação



   Fazenda Grande III - Cajazeira                                                  Campinas de Brotas




Caji – Lauro de Freitas                                 Caji – Lauro de Freitas

                                                                                              Cabula
                                     Boca do Rio




 FONTE: EMBASA
Projeto de ETAs

    Introdução

      Serviço Público
      Análise preliminar dos
       Mananciais (sazonalidade)

      Determinação do
       Processo visando
       qualidade e viabilidade
       econômica.
Projeto de ETAs

             Escolha do Manancial

 Decisão estratégica
  muito importante
 Proximidade dos
  centros urbanos
 Condições das águas

 Volume para atender a demanda projetada
  para pelo menos 25 anos
 Risco de poluição “uso do solo”
De onde vem nossa água ?
         Sistema Integrado de Abastecimento de Água
                       Grande Salvador




FONTE: EMBASA

 Camaçari e Dias D’Ávila possuem sistemas próprios, com
base em poços que captam água do manancial subterrâneo.
Projeto de ETAs

                        Escolha do Manancial

                  Abastecimento Salvador    Vazão média
     Mananciais




                  Rio Paraguaçu              7.500 l/s
                  Rio Joanes                 4.100 l/s
                  Rio Ipitanga               1.100 l/s
                  Rio do Cobre                 120 l/s
 Quantidade de água tratada: ± 11.000 l/s ou ± 950.400 m3/d
 Rio Jacuípe contribui através da Barragem de Sta. Helena
  que manda água para a Barragem do Joanes II
                                                               13
Projeto de ETAs

              ANA - Atlas




http://www2.ana.gov.br/Paginas/default.aspx
                                              14
15
OS MANANCIAIS QUE ABASTECEM A REGIÃO
            METROPOLITANA DO SALVADOR
               Paraguaçu
                                   Sta. Helena




                                        Joanes I & II

                                           Ipitanga I & II
                           Cobre

                                   Fontes de Salvador
                                   Fonte Nossa Senhora das Graças
                                   Fonte das Pedras
                                   Fonte de Yemanjá
                                   Fonte do Baluarte
Represas Desativadas               Fonte do Queimadinho
Represa de Pituaçu                 Fonte no Largo 2 de julho
Represa de Ipitanga III            Fonte do Dique do Tororó
Projeto de ETAs

    ANA - Atlas




                  17
• Manancial: Rio Paraguaçu (1982)
• Localização: São Felix
• Barragem: Pedra do Cavalo
• Vazão Média Captada: 7.500 l/s

• Manancial: Rio Joanes (1955)
• Localização: Areia Branca
• Barragem: Joanes I e II
• Vazão Média Captada: 3.300 l/s
• Manancial: Rio Ipitanga (1935)
• Localização: Estrada Velha do Aero
• Barragem: Ipitanga I e II
• Vazão Média Captada: ≤ 800 l/s.
• Manancial: Rio do Cobre (1932)
• Localização: Suburbio de Pirajá
• Barragem: Cobre
• Vazão Média Captada: ≤ 150 l/s
Problemas Mananciais




Bacia do Cobre          Paraguaçu
• Pressão Antrópica     • Pressão Antrópica




Periperi                Paraguaçu
• Eutrofização          • Resíduo Pedreira
                                              19
Projeto de ETAs

                 Instalações
 Arranjo conveniente das partes integrantes
                do Processo.




                                               20
Projeto de ETAs

    Instalações




                  21
ETA PRINCIPAL
ETAs Salvador


                                ETA Principal recebe
                                água da Barragem de
                                Pedra do Cavalo (Rio
                                Paraguaçu)
                                A ETA Principal
                                também recebe água
                                do rio Joanes
                                (Barragem do Joanes
                                II)
                                Atualmente são
                                tratados cerca de 20
                                m3/s
ETA PRINCIPAL
                                FONTE: EMBASA
ETAs Salvador




      ETAs Bolandeira                      ETAs Bolandeira

      Teodoro Sampaio                       Vieira de Mello


ETA Vieira de Mello: implantada em 1964.          FONTE: EMBASA
ETA Teodoro Sampaio: construída em 1970.
Atualmente, são tratadas nas duas ETAs, aproximadamente 4,0m³/s.
ETAs Salvador



                               O Sistema do
                               Cobre, atualmente
                               atende as áreas
                               adjacentes à
                               Enseada dos
                               Cabritos com,
                               aproximadamente,
                               150 l/s.


ETA do COBRE
ETAs Salvador



                            O sistema utiliza
                            água proveniente
                            do barramento
                            Ipitanga II e pode
                            tratar até 400 l/s.
                            Este sistema só
                            opera nos períodos
                            de maior demanda
                            de água.

ETA Suburbana
Projeto de ETAs

                       Localização
 Facilidade de Acesso
  e Transporte
 Disponibilidade de
  energia elétrica
 Facilidade para
  descarte águas de
  lavagem                ETA -Teodoro Sampaio (Boca do Rio)
 Disponibilidade para futuras ampliações
 Topografia favorável (adução)
 Custo terreno e vizinhança
Projeto de ETAs

                 Normas ABNT

 NBR – 12.216 – Projeto de Estação de
  Tratamento de água p/ Abastecimento Público
Projeto de ETAs

                 Normas ABNT

   Normas Complementares

 NBR 12.211 – Estudo de Concepção de
  Sistemas Públicos de Abastecimento de Água
  (Procedimento)
 NBR 12.213 – Projeto de Sistemas de Captação
  de Água de Superfície p/ Abastecimento
  Público (Procedimento)
Projeto de ETAs

                   Elaboração
    O que você precisa saber para o Projeto ?
 Capacidade Nominal (vazão condições normais)
 Localização e definição da área necessária
 Definição das Etapas de Construção
 Levantamento Planialtimétrico e Cadastral
 Sondagem do subsolo
 Manancial e características da água
 Sistema de Captação e Adução
 Corpos receptores e descarga da ETA
Agente oxidante
              Agente oxidante




                                                             Alcalinizante
                                                coagulante




                                                                                               polímero
 captação                                             coagulação                                           floculação           sedimentação


                                                                                                                polímero
                                                                                                          Agente oxidante


Correção pH                                          Fluoretação                                          Desinfecção             Filtração




                                                                                                              Agente oxidante
                                Alcalinizante



                                                               Flúor




 Água final




                                                                                                                                               31
Alcalinizante
                   Coagulante
                                                           Agente
 Agente                    Carvão                         oxidante Alcalinizante
oxidante                   ativado




                                     Floculação
    Pré-            Mistura               /       Filtração       Reservatório
  oxidação          rápida           decantação    rápida




                         Tratamento de lamas e águas de               Lama
                               lavagem dos filtros
                                                                   desidratada

           Circuito de água
           Circuito de água p/ lavagem filtro
           Circuito de água p/lavagem e lama
                                                                                 32
Esquema Convencional
                                            Produtos
                Aerador                     Químicos

Rio ou
 lago
                                                                  Sedimentador


    Capitação     Reator de
                   mistura                   Floculador


                      Químicos controle           Lodo
                      de pH e fluoretação               Agente
                                                       oxidante
Poço                                                                    Filtro
                                                                        areia
          Reservatório
          Agua Tratada


                                            Câmara desinfecção
Técnicas de
 Tratamento
Técnicas de Tratamento

                  Tipos de Tratamento

 O tratamento da água pode ser simplificado (só filtração
e cloração) ou convencional
 O tratamento convencional - Estação de Tratamento de
Água (ETA), combinação processos:
    clarificação: remover os sólidos (poços - dispensada);
    desinfecção: eliminar microrganismos que provocam
   doenças;
    fluoretação: prevenção da cárie dentária (Portaria
   nº635/75 do Ministério da Saúde);
    controle de corrosão.
    outros: abrandamento dureza, membrana, oxidação.
                                                             35
Técnicas de Tratamento

                                 Tipos de Tratamento

                  Processo                              Finalidade

                  Clarificação      Remoção de turbidez, de microrganismos e
                                              de metais pesados.
Mais frequentes




                  Desinfecção        Remoção de microrganismos patogênicos.



                  Fluoretação           Proteção da cárie dentária infantil.



                  Controle de       Acondicionar a água, de tal maneira a evitar
                  corrosão e/ou     feitos corrosivos ou incrustantes no sistema
                  de incrustação     abastecedor e nas instalações domiciliares.




                                                                                   36
Técnicas de Tratamento

                                    Tipos de Tratamento
                   Processo                          Finalidade

                   Abrandamento         Redução da dureza, remoção de alguns
                                             contaminantes inorgânicos
Menos frequentes




                   Adsorção             Remoção de contaminantes orgânicos e
                                         inorgânicos, controle de sabor e odor.

                   Aeração          Remoção de contaminantes orgânicos e oxidação
                                     de substâncias inorgânicas, como o Fe e o Mn

                   Oxidação           Remoção de contaminantes orgânicos e de
                                      substâncias inorgânicas, como o Fe e o Mn.


                   Tratamento com        Remoção de contaminantes orgânicos e
                   membranas                         inorgânicos.

                   Troca iônica         Remoção de contaminantes inorgânicos


                                                                                    37
Técnicas de Tratamento

                           Principais Efeitos
Parâmetro                                      Processos
             Aeração Sedimen- Filtração            Coagula- Correção        Desinfec-
                       tação    lenta                ção e   dureza e         ção
                                                   filtração filtração
                                                    rápida    rápida
Bactérias       0           ++        ++++           ++++ (7)     +++ (9)     ++++
Cor             0           0          ++            ++++        ++++           0 (10)
Turbidez        0          +++        ++++ (6)       ++++       +++++            0
Odor/Sabor    ++++ (1)      +          +++            ++          ++        ++++ (11)(12)
Dureza          +           0              0          --         ++++            0
Corrosão       +++ (2)      0              0          - - (8)   variável         0
               - - - (3)
Fe e Mn        +++ (4)     + (5)      ++++ (5)       ++++ (5)     ++           0 (10)
                      + Efeito favorável
                      - Efeito adverso                                                   38
Técnicas de Tratamento

                     Principais Efeitos


(1) Exceção para os sabores devido a clorofenóis
(2) Pela remoção de CO2
(3) Com adição de oxigênio
(4) Aeração seguida de uma unidade separadora para deposição
(5) Após a aeração
(6) Sujam-se ou entopem muito depressa
(7) Um pouco irregularmente
(8) A coagulação com sulfato de alumínio libera CO2
(9) Tratamento com cal em excesso
(10) Pode remover Fe e ter efeito sobre a cor
(11) Supercloração seguida de descloração
(12) cloração normal



                                                               39
Técnicas de Tratamento

                       Início

 Conhecer as características da água bruta.
   pH
   cor
   turbidez
   oxigênio consumido
   microrganismo: coliformes termotolerantes.
 Outras características : Conama 357/2005
                                                 40
Técnicas de Tratamento

                                Início
• CONHECER VOLUME DA ÁGUA QUE SERÁ TRATADA:
• VAZÃO: É o volume de água pela unidade de tempo (l/seg. por
  exemplo)- importante para se calcular a quantidade de produto
  químico a ser adicionado a água para o tratamento.
• Tipos de medidores de vazão:
• a) Medição direta: consiste na medida de um tempo necessária para
  encher um volume
• Vazão = Q = Volume/tempo
• Volume= área x h
• Área = largura x comprimento
• Q = larg x comp x h/t
• b) Medidor Parshall: usado para medir a vazão e processar a mistura
  rápida dos produtos químicos na água. Na forma de um canal aberto
  com dimensões padronizadas
• C) Medidor Eletromagnético (com sensor ).
                                                                        41
Técnicas de Tratamento

                   Exercício

Em uma determinada vazão são necessárias 4
horas para encher um reservatório medindo
h: 4 m , L: 12 m e profundidade: 5 m.
Qual a vazão ?
Esquema Convencional
                                            Produtos
                Aerador                     Químicos

Rio ou
 lago
                                                                  Sedimentador


    Capitação     Reator de
                   mistura                   Floculador


                      Químicos controle           Lodo
                      de pH e fluoretação               Agente
                                                       oxidante
Poço                                                                    Filtro
                                                                        areia
          Reservatório
          Agua Tratada


                                            Câmara desinfecção
Técnicas de Tratamento

            Aeração ou arejamento

                            O processo no qual o ar ou
                            oxigênio (fase gasosa) e a
                            água são colocados em
                            contato estreito com
                            finalidade de 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
Aeração ou arejamento       como, proporcionar a
                            oxidação e precipitação de
                            compostos indesejáveis, tais
                            como ferro e manganês.
                                                           44
Técnicas de Tratamento

             Aeração ou arejamento

 O Problema – Águas naturais  H2S, O2, N2 e
CO2
   Ausência de O2  pode promover a
  manutenção de Fe e Mn (bicarbonato ferroso)
   Excesso de CO2  água com
  características de agressividade (corrosão)
   Presença de H2S  odor e sabor
   Qual a solução ?
                                                45
Técnicas de Tratamento

            Aeração ou arejamento

 A Solução  Aeração  Objetivos
 a) Remoção de gases dissolvidos em
excesso e de substâncias voláteis
   CO2 em teores elevados (água corrosiva)
   H2S prejudica odor/sabor
   Aromáticos voláteis – odor/sabor
   Cloro e metano – odor/sabor

                                              46
Técnicas de Tratamento

             Aeração ou arejamento

 A Solução  Aeração  Objetivos
 b) Introdução de gases na água
   O2 para oxidação de compostos ferrosos
  e/ou manganosos
   Aumentar os teores de O2 e N2 dissolvidos




                                                47
Técnicas de Tratamento

               Aeração ou arejamento
 Quando devemos usar ?
   só nos casos em que a água apresentar falta ou
  excesso de gases e subst. voláteis intercambiáveis.
     CO2 em excesso
     substâncias voláteis aromáticas (origem
    vegetal)
     gás sulfídrico
     ferro dissolvido facilmente oxidável (*)
    (*) ferro ligado a compostos orgânicos NÃO são
    facilmente oxidáveis
                                                        48
Técnicas de Tratamento

                     Aeração - Equipamentos




                           Aerador de Tabuleiro
                         (são mais indicados para
                          adição de O2 e oxidação
                          de compostos Fe e Mn)
                                                    Aerador de bandejas
  Aerador de Cascata
(instalações pequenas)
Reduz de 20 a 40% CO2
                                                                          49
Técnicas de Tratamento

     Aeração - Equipamentos




Ar Difuso               Aspersão




                                   50
Técnicas de Tratamento

   Aeração - Equipamentos




    Aeradores por Borbulhamento
(indicados para instalações de grande
                porte)
           Difusores de ar


                                        51
Técnicas de Tratamento

     Aeração - Vídeo




                         52
Técnicas de Tratamento

                   Pré-Cloração
 Quando devemos usar ?
   para oxidação de ferro ligados a compostos
  orgânicos.
 Como ?
     Dosa-se o agente oxidante clorado (ex.:
    hipoclorito de sódio) p/ oxidação de Ferro e
    do Manganês bivalentes
     As reações de oxidação são em função do
    pH

                                                   53
Técnicas de Tratamento

                      Pré-Cloração
 Reações de oxidação do Fe e Mn
   (I) 2Fe(HCO3)2 + Ca(HCO3)2 + Cl2  2Fe(OH) 3 + CaCl2 +
  6CO2
   1 mg/L de cloro oxida 1,58 mg/L de Fe (ph 8 - 8,3) em
  15/30 min


   (II) Mn(HCO3) 2 + Ca(HCO3) 2 + Cl2  MnO2 + CaCl2 +
  4CO2 + 2H2O
   1 mg/L de cloro oxida 0,78 mg/L de Mn (ph 8 - 8,3) em
  2/3 h

                                                            54
Técnicas de Tratamento

                   Pré-Cloração
 Vantagens em relação a aeração
   taxa de oxidação mais rápida
   capacidade de oxidação de ferro ligados a
  compostos orgânicos
 Desvantagens
     formação de THMs, provenientes das
    reações do cloro com a matéria orgânica (ex.:
    subst. húmicas e ácido fúlvicos.
     necessidade de monitoramento dos THMs
                                                    55
Técnicas de Tratamento

         Remoção do Ferro

       VMP = 0,3 mg/L de Fe


Com MO           Sem MO
Tratamento       Aeração seguida
químico:         de contato (filtro
Pré-cloração,    rápido)
coagulação,
preciptação e
filtração

                                      56
Técnicas de Tratamento

                 Mistura Rápida



                             Finalidade de
                             promover a
                             dispersão do
                             coagulante de
                             forma homogênea
                             e mais rápida
                             possível

Mistura Rápida

                                               57
Técnicas de Tratamento

                 Mistura Rápida
 Não Mecanizada
   calha Parshall
   vertedouro retangular
   vertedouro triangular




                                   58
Técnicas de Tratamento

                   Mistura Rápida
 Mecanizada
   agitador tipo turbina (fluxo axial)
   agitador tipo turbina (fluxo radial)




                                           59
Interpretação e Laudos

                        Estudo da Tratabilidade

                Sulfato de alumínio (liq. ou sol.)       5 a 100 mg/L
   Dosagem de




                Cloreto férrico (sol.)                   5 a 70 mg/L
   Coagulante




                Sulfato férrico (sol.)                   8 a 80 mg/L

                Coagulante orgânico catiônico (sol.       1 a 4 mg/L
                ou liq.)
                Cloreto de Polialumínio (sol. ou liq.)        -

 O uso do sulfato de alumínio como coagulante irá aumentar o
  nível de sulfato, porém não excederá o padrão de potabilidade
  (250 mg/L)
Técnicas de Tratamento

                 Mistura Rápida

 Exercício – Sulfato de Alumínio
   Produto diluído à sol. 5%
   Dosagem média: 25 a 35 mg/L
 Qual a dosagem em ml da solução
de sulfato de sódio a 5% por m3 de
água a ser tratada ?
 considerar d=1,0 g/L


                                     61
Técnicas de Tratamento

                      Estudo de Caso




Teor de ferro como fator limitante para performance da ETA !!!

                                                                 62
Onde Estudar a Aula de Hoje


Nos Livros
• Azevedo Netto, José & Richter, Carlos –
Tratamento de Água – Tecnologia Atualizada – Ed.
Blücher ( Cap. 2, 4 e 5)
• Mierzwa, José Carlos & Hespanhol, Ivanildo –
Água na Industria – Uso Racional e Reuso – Ed.
Oficina de Textos (Cap. 4 – Técnicas de
Tratamento de Água)
Contato




          64

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  • 1. Tratamento de Água e Efluentes 2º. Sem./2010 Eng.Ambiental
  • 2. Programa I UNIDADE  Introdução – Histórico – Panorama  Caracterização das Águas e Esgotos  Princípios Químicos, Físicos e Biológicos do TA  Interpretação de Análises e Elaboração de Laudos  Considerações Projetos e Técnicas de Tratamento  Tecnologia para Tratamento de Água  Parâmetros de controle de qualidade de Água  Legislação Aplicada e Padrões 2
  • 3. Nesta Aula Veremos ...  Considerações gerais sobre o Projeto de Tratamento de Água  Técnicas de Tratamento de Água  Aeração e Pré-Cloração  Mistura rápida e dosagem de coagulantes  Estudo de Caso – Redução no Custo e Perdas do Tratamento de Água da ETA de Salinas-BA, após mudança do ponto de Captação.
  • 5. Projeto de ETAs Tópicos  Introdução  Escolha do Manancial  Disposição e Compacidade das Instalações  Localização das ETAs  Normas de Projeto  Custos das ETAs  Principais Técnicas de Tratamento e seus efeitos
  • 6. Projeto de ETAs Introdução  Você sabia que as metrópoles New York, Roma e Madri são exemplos de gestão das águas para abastecimento público no Mundo ?  Você sabe por que ?
  • 7. Sistema Abastecimento Unidades  CAPTAÇÃO – Dar condições para que a água seja retirada do manancial em quantidade capaz de atender à demanda;  ADUÇÃO – Condução da água desde a captação até a comunidade abastecida;  TRATAMENTO – Eliminação de impurezas e ou correção das condições impróprias;  RESERVAÇÃO – Atendimento às diversas necessidades tais como: consumo, demandas de emergência (incêndio e outros imprevistos), manutenção da pressão necessária na rede;  DISTRIBUIÇÃO – Condução da água através de tubulações para os diversos pontos de consumo. 7
  • 8. CAPTAÇÃO TRATAMENTO RESERVAÇÃO ADUÇÃO  Captação  Tratamento DISTRIBUIÇÃO  Reservação  Adução Fonte: www.copasa.com.br  Distribuição. 8
  • 9. Caixa D’Água São Caetano Federação Pirajá Garcia Federação Fazenda Grande III - Cajazeira Campinas de Brotas Caji – Lauro de Freitas Caji – Lauro de Freitas Cabula Boca do Rio FONTE: EMBASA
  • 10. Projeto de ETAs Introdução  Serviço Público  Análise preliminar dos Mananciais (sazonalidade)  Determinação do Processo visando qualidade e viabilidade econômica.
  • 11. Projeto de ETAs Escolha do Manancial  Decisão estratégica muito importante  Proximidade dos centros urbanos  Condições das águas  Volume para atender a demanda projetada para pelo menos 25 anos  Risco de poluição “uso do solo”
  • 12. De onde vem nossa água ? Sistema Integrado de Abastecimento de Água Grande Salvador FONTE: EMBASA Camaçari e Dias D’Ávila possuem sistemas próprios, com base em poços que captam água do manancial subterrâneo.
  • 13. Projeto de ETAs Escolha do Manancial Abastecimento Salvador Vazão média Mananciais Rio Paraguaçu 7.500 l/s Rio Joanes 4.100 l/s Rio Ipitanga 1.100 l/s Rio do Cobre 120 l/s  Quantidade de água tratada: ± 11.000 l/s ou ± 950.400 m3/d  Rio Jacuípe contribui através da Barragem de Sta. Helena que manda água para a Barragem do Joanes II 13
  • 14. Projeto de ETAs ANA - Atlas http://www2.ana.gov.br/Paginas/default.aspx 14
  • 15. 15
  • 16. OS MANANCIAIS QUE ABASTECEM A REGIÃO METROPOLITANA DO SALVADOR Paraguaçu Sta. Helena Joanes I & II Ipitanga I & II Cobre Fontes de Salvador Fonte Nossa Senhora das Graças Fonte das Pedras Fonte de Yemanjá Fonte do Baluarte Represas Desativadas Fonte do Queimadinho Represa de Pituaçu Fonte no Largo 2 de julho Represa de Ipitanga III Fonte do Dique do Tororó
  • 17. Projeto de ETAs ANA - Atlas 17
  • 18. • Manancial: Rio Paraguaçu (1982) • Localização: São Felix • Barragem: Pedra do Cavalo • Vazão Média Captada: 7.500 l/s • Manancial: Rio Joanes (1955) • Localização: Areia Branca • Barragem: Joanes I e II • Vazão Média Captada: 3.300 l/s • Manancial: Rio Ipitanga (1935) • Localização: Estrada Velha do Aero • Barragem: Ipitanga I e II • Vazão Média Captada: ≤ 800 l/s. • Manancial: Rio do Cobre (1932) • Localização: Suburbio de Pirajá • Barragem: Cobre • Vazão Média Captada: ≤ 150 l/s
  • 19. Problemas Mananciais Bacia do Cobre Paraguaçu • Pressão Antrópica • Pressão Antrópica Periperi Paraguaçu • Eutrofização • Resíduo Pedreira 19
  • 20. Projeto de ETAs Instalações  Arranjo conveniente das partes integrantes do Processo. 20
  • 21. Projeto de ETAs Instalações 21
  • 23. ETAs Salvador ETA Principal recebe água da Barragem de Pedra do Cavalo (Rio Paraguaçu) A ETA Principal também recebe água do rio Joanes (Barragem do Joanes II) Atualmente são tratados cerca de 20 m3/s ETA PRINCIPAL FONTE: EMBASA
  • 24. ETAs Salvador ETAs Bolandeira ETAs Bolandeira Teodoro Sampaio Vieira de Mello ETA Vieira de Mello: implantada em 1964. FONTE: EMBASA ETA Teodoro Sampaio: construída em 1970. Atualmente, são tratadas nas duas ETAs, aproximadamente 4,0m³/s.
  • 25. ETAs Salvador O Sistema do Cobre, atualmente atende as áreas adjacentes à Enseada dos Cabritos com, aproximadamente, 150 l/s. ETA do COBRE
  • 26. ETAs Salvador O sistema utiliza água proveniente do barramento Ipitanga II e pode tratar até 400 l/s. Este sistema só opera nos períodos de maior demanda de água. ETA Suburbana
  • 27. Projeto de ETAs Localização  Facilidade de Acesso e Transporte  Disponibilidade de energia elétrica  Facilidade para descarte águas de lavagem ETA -Teodoro Sampaio (Boca do Rio)  Disponibilidade para futuras ampliações  Topografia favorável (adução)  Custo terreno e vizinhança
  • 28. Projeto de ETAs Normas ABNT  NBR – 12.216 – Projeto de Estação de Tratamento de água p/ Abastecimento Público
  • 29. Projeto de ETAs Normas ABNT Normas Complementares  NBR 12.211 – Estudo de Concepção de Sistemas Públicos de Abastecimento de Água (Procedimento)  NBR 12.213 – Projeto de Sistemas de Captação de Água de Superfície p/ Abastecimento Público (Procedimento)
  • 30. Projeto de ETAs Elaboração O que você precisa saber para o Projeto ?  Capacidade Nominal (vazão condições normais)  Localização e definição da área necessária  Definição das Etapas de Construção  Levantamento Planialtimétrico e Cadastral  Sondagem do subsolo  Manancial e características da água  Sistema de Captação e Adução  Corpos receptores e descarga da ETA
  • 31. Agente oxidante Agente oxidante Alcalinizante coagulante polímero captação coagulação floculação sedimentação polímero Agente oxidante Correção pH Fluoretação Desinfecção Filtração Agente oxidante Alcalinizante Flúor Água final 31
  • 32. Alcalinizante Coagulante Agente Agente Carvão oxidante Alcalinizante oxidante ativado Floculação Pré- Mistura / Filtração Reservatório oxidação rápida decantação rápida Tratamento de lamas e águas de Lama lavagem dos filtros desidratada Circuito de água Circuito de água p/ lavagem filtro Circuito de água p/lavagem e lama 32
  • 33. Esquema Convencional Produtos Aerador Químicos Rio ou lago Sedimentador Capitação Reator de mistura Floculador Químicos controle Lodo de pH e fluoretação Agente oxidante Poço Filtro areia Reservatório Agua Tratada Câmara desinfecção
  • 35. Técnicas de Tratamento Tipos de Tratamento  O tratamento da água pode ser simplificado (só filtração e cloração) ou convencional  O tratamento convencional - Estação de Tratamento de Água (ETA), combinação processos:  clarificação: remover os sólidos (poços - dispensada);  desinfecção: eliminar microrganismos que provocam doenças;  fluoretação: prevenção da cárie dentária (Portaria nº635/75 do Ministério da Saúde);  controle de corrosão.  outros: abrandamento dureza, membrana, oxidação. 35
  • 36. Técnicas de Tratamento Tipos de Tratamento Processo Finalidade Clarificação Remoção de turbidez, de microrganismos e de metais pesados. Mais frequentes Desinfecção Remoção de microrganismos patogênicos. Fluoretação Proteção da cárie dentária infantil. Controle de Acondicionar a água, de tal maneira a evitar corrosão e/ou feitos corrosivos ou incrustantes no sistema de incrustação abastecedor e nas instalações domiciliares. 36
  • 37. Técnicas de Tratamento Tipos de Tratamento Processo Finalidade Abrandamento Redução da dureza, remoção de alguns contaminantes inorgânicos Menos frequentes Adsorção Remoção de contaminantes orgânicos e inorgânicos, controle de sabor e odor. Aeração Remoção de contaminantes orgânicos e oxidação de substâncias inorgânicas, como o Fe e o Mn Oxidação Remoção de contaminantes orgânicos e de substâncias inorgânicas, como o Fe e o Mn. Tratamento com Remoção de contaminantes orgânicos e membranas inorgânicos. Troca iônica Remoção de contaminantes inorgânicos 37
  • 38. Técnicas de Tratamento Principais Efeitos Parâmetro Processos Aeração Sedimen- Filtração Coagula- Correção Desinfec- tação lenta ção e dureza e ção filtração filtração rápida rápida Bactérias 0 ++ ++++ ++++ (7) +++ (9) ++++ Cor 0 0 ++ ++++ ++++ 0 (10) Turbidez 0 +++ ++++ (6) ++++ +++++ 0 Odor/Sabor ++++ (1) + +++ ++ ++ ++++ (11)(12) Dureza + 0 0 -- ++++ 0 Corrosão +++ (2) 0 0 - - (8) variável 0 - - - (3) Fe e Mn +++ (4) + (5) ++++ (5) ++++ (5) ++ 0 (10) + Efeito favorável - Efeito adverso 38
  • 39. Técnicas de Tratamento Principais Efeitos (1) Exceção para os sabores devido a clorofenóis (2) Pela remoção de CO2 (3) Com adição de oxigênio (4) Aeração seguida de uma unidade separadora para deposição (5) Após a aeração (6) Sujam-se ou entopem muito depressa (7) Um pouco irregularmente (8) A coagulação com sulfato de alumínio libera CO2 (9) Tratamento com cal em excesso (10) Pode remover Fe e ter efeito sobre a cor (11) Supercloração seguida de descloração (12) cloração normal 39
  • 40. Técnicas de Tratamento Início  Conhecer as características da água bruta.  pH  cor  turbidez  oxigênio consumido  microrganismo: coliformes termotolerantes.  Outras características : Conama 357/2005 40
  • 41. Técnicas de Tratamento Início • CONHECER VOLUME DA ÁGUA QUE SERÁ TRATADA: • VAZÃO: É o volume de água pela unidade de tempo (l/seg. por exemplo)- importante para se calcular a quantidade de produto químico a ser adicionado a água para o tratamento. • Tipos de medidores de vazão: • a) Medição direta: consiste na medida de um tempo necessária para encher um volume • Vazão = Q = Volume/tempo • Volume= área x h • Área = largura x comprimento • Q = larg x comp x h/t • b) Medidor Parshall: usado para medir a vazão e processar a mistura rápida dos produtos químicos na água. Na forma de um canal aberto com dimensões padronizadas • C) Medidor Eletromagnético (com sensor ). 41
  • 42. Técnicas de Tratamento Exercício Em uma determinada vazão são necessárias 4 horas para encher um reservatório medindo h: 4 m , L: 12 m e profundidade: 5 m. Qual a vazão ?
  • 43. Esquema Convencional Produtos Aerador Químicos Rio ou lago Sedimentador Capitação Reator de mistura Floculador Químicos controle Lodo de pH e fluoretação Agente oxidante Poço Filtro areia Reservatório Agua Tratada Câmara desinfecção
  • 44. Técnicas de Tratamento Aeração ou arejamento O processo no qual o ar ou oxigênio (fase gasosa) e a água são colocados em contato estreito com finalidade de 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 Aeração ou arejamento como, proporcionar a oxidação e precipitação de compostos indesejáveis, tais como ferro e manganês. 44
  • 45. Técnicas de Tratamento Aeração ou arejamento  O Problema – Águas naturais  H2S, O2, N2 e CO2  Ausência de O2  pode promover a manutenção de Fe e Mn (bicarbonato ferroso)  Excesso de CO2  água com características de agressividade (corrosão)  Presença de H2S  odor e sabor  Qual a solução ? 45
  • 46. Técnicas de Tratamento Aeração ou arejamento  A Solução  Aeração  Objetivos  a) Remoção de gases dissolvidos em excesso e de substâncias voláteis  CO2 em teores elevados (água corrosiva)  H2S prejudica odor/sabor  Aromáticos voláteis – odor/sabor  Cloro e metano – odor/sabor 46
  • 47. Técnicas de Tratamento Aeração ou arejamento  A Solução  Aeração  Objetivos  b) Introdução de gases na água  O2 para oxidação de compostos ferrosos e/ou manganosos  Aumentar os teores de O2 e N2 dissolvidos 47
  • 48. Técnicas de Tratamento Aeração ou arejamento  Quando devemos usar ?  só nos casos em que a água apresentar falta ou excesso de gases e subst. voláteis intercambiáveis.  CO2 em excesso  substâncias voláteis aromáticas (origem vegetal)  gás sulfídrico  ferro dissolvido facilmente oxidável (*) (*) ferro ligado a compostos orgânicos NÃO são facilmente oxidáveis 48
  • 49. Técnicas de Tratamento Aeração - Equipamentos Aerador de Tabuleiro (são mais indicados para adição de O2 e oxidação de compostos Fe e Mn) Aerador de bandejas Aerador de Cascata (instalações pequenas) Reduz de 20 a 40% CO2 49
  • 50. Técnicas de Tratamento Aeração - Equipamentos Ar Difuso Aspersão 50
  • 51. Técnicas de Tratamento Aeração - Equipamentos Aeradores por Borbulhamento (indicados para instalações de grande porte) Difusores de ar 51
  • 52. Técnicas de Tratamento Aeração - Vídeo 52
  • 53. Técnicas de Tratamento Pré-Cloração  Quando devemos usar ?  para oxidação de ferro ligados a compostos orgânicos.  Como ?  Dosa-se o agente oxidante clorado (ex.: hipoclorito de sódio) p/ oxidação de Ferro e do Manganês bivalentes  As reações de oxidação são em função do pH 53
  • 54. Técnicas de Tratamento Pré-Cloração  Reações de oxidação do Fe e Mn  (I) 2Fe(HCO3)2 + Ca(HCO3)2 + Cl2  2Fe(OH) 3 + CaCl2 + 6CO2  1 mg/L de cloro oxida 1,58 mg/L de Fe (ph 8 - 8,3) em 15/30 min  (II) Mn(HCO3) 2 + Ca(HCO3) 2 + Cl2  MnO2 + CaCl2 + 4CO2 + 2H2O  1 mg/L de cloro oxida 0,78 mg/L de Mn (ph 8 - 8,3) em 2/3 h 54
  • 55. Técnicas de Tratamento Pré-Cloração  Vantagens em relação a aeração  taxa de oxidação mais rápida  capacidade de oxidação de ferro ligados a compostos orgânicos  Desvantagens  formação de THMs, provenientes das reações do cloro com a matéria orgânica (ex.: subst. húmicas e ácido fúlvicos.  necessidade de monitoramento dos THMs 55
  • 56. Técnicas de Tratamento Remoção do Ferro VMP = 0,3 mg/L de Fe Com MO Sem MO Tratamento Aeração seguida químico: de contato (filtro Pré-cloração, rápido) coagulação, preciptação e filtração 56
  • 57. Técnicas de Tratamento Mistura Rápida Finalidade de promover a dispersão do coagulante de forma homogênea e mais rápida possível Mistura Rápida 57
  • 58. Técnicas de Tratamento Mistura Rápida  Não Mecanizada  calha Parshall  vertedouro retangular  vertedouro triangular 58
  • 59. Técnicas de Tratamento Mistura Rápida  Mecanizada  agitador tipo turbina (fluxo axial)  agitador tipo turbina (fluxo radial) 59
  • 60. Interpretação e Laudos Estudo da Tratabilidade Sulfato de alumínio (liq. ou sol.) 5 a 100 mg/L Dosagem de Cloreto férrico (sol.) 5 a 70 mg/L Coagulante Sulfato férrico (sol.) 8 a 80 mg/L Coagulante orgânico catiônico (sol. 1 a 4 mg/L ou liq.) Cloreto de Polialumínio (sol. ou liq.) -  O uso do sulfato de alumínio como coagulante irá aumentar o nível de sulfato, porém não excederá o padrão de potabilidade (250 mg/L)
  • 61. Técnicas de Tratamento Mistura Rápida  Exercício – Sulfato de Alumínio  Produto diluído à sol. 5%  Dosagem média: 25 a 35 mg/L  Qual a dosagem em ml da solução de sulfato de sódio a 5% por m3 de água a ser tratada ?  considerar d=1,0 g/L 61
  • 62. Técnicas de Tratamento Estudo de Caso Teor de ferro como fator limitante para performance da ETA !!! 62
  • 63. Onde Estudar a Aula de Hoje Nos Livros • Azevedo Netto, José & Richter, Carlos – Tratamento de Água – Tecnologia Atualizada – Ed. Blücher ( Cap. 2, 4 e 5) • Mierzwa, José Carlos & Hespanhol, Ivanildo – Água na Industria – Uso Racional e Reuso – Ed. Oficina de Textos (Cap. 4 – Técnicas de Tratamento de Água)
  • 64. Contato 64