DIÓXIDO DE CLORO NO
TRATAMENTO DE ÁGUA
Dra. ANGELA DI BERNARDO DANTAS
PROF. UNIVERSIDADE DE RIBEIRÃO PRETO - UNAERP
RESPONSÁ
RESPONS
ÁVEL TÉ
TÉCNICA DA HIDROSAN ENGENHARIA
Dr. LUIZ DI BERNARDO
PROF. TITULAR DA ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS – USP
DIRETOR DA HIDROSAN ENGENHARIA
Dra. CRISTINA PASCHOALATO
PROF. UNIVERSIDADE DE RIBEIRÃO PRETO – UNAERP
COLABORADORA
INTRODUÇÃO
Principais oxidantes e desinfetantes usados no tratamento de água:
§ Cloro
§ Di
Dió
óxido de cloro
§ Ozônio
QUALIDADE
§ Ultravioleta
§ Cloraminas
§ Permanganato de Potá
Potássio
§ Ácido Peracé
Peracético
DA Á GUA
OXIDANTE
BRUTA
BRUTA
OXIDANTES
USADOS NO
TRATAMENTO
DE ÁGUA
SELECIONADO
COMUNIDADE
§ Per
Peró
óxido de Hidrogênio
§ Combinados (O3 + UV; O3 + H2O2, etc)
$$$$$ Instalação e Operação
no período de projeto
ENSAIOS EM BANCADA OU EM INSTALAÇÃO PILOTO PARA
DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA E CUSTOS ENVOLVIDOS
PROPRIEDADES DO DIÓXIDO DE CLORO
§ Dióxido de Cloro é um oxidante e desinfetante universal e amplamente
difundido para diversas aplicações.
§ Desde 1944 usado como oxidante no tratamento de água.
§ O dióxido de cloro funciona como um oxidante seletivo devido ao seu
mecanismo de transferência de um único elétron, sendo reduzido a clorito
ClO2-.
§ Alta reatividade para oxidação e desinfecção:
ClO2 + e-
ž
•O
ClO2- (Clorito)
Cl
O
E0 = 0.95 V
O
Cl
§ Solúvel em água
- capaz de penetrar em membranas celulares
- capaz de inativar microorganismos e remover biofilmes
O•
PROPRIEDADES DO DIÓXIDO DE CLORO
§
Reatividade independe do pH: ao contrário do gás cloro que sofre hidrólise
na água, o dióxido de cloro não hidrolisa mesmo em concentrações
relativamente altas, permanecendo como gás dissolvido na água.
§ Baixa taxa de decomposição na água: é relativamente estável em soluções
diluídas em tanques fechados, sem a presença de luz.
PROPRIEDADES DO DIÓXIDO DE CLORO
Principais mecanismos de inativação de microrganismos:
n
Reação com a membrana celular com aumento da permeabilidade e
conseqüentes danos fisiológicos;
n
Interferência na biossíntese e no crescimento, principalmente pelo
prejuízo à síntese das proteínas.
O ClO2 reage rapidamente com os aminoácidos cisteína, triptofan e
tirosina, mas não com o RNA dos vírus.
GERAÇÃO DO DIÓXIDO DE CLORO
n
Método de Geração de Dióxido de Cloro a partir de Clorito de Sódio e de Ácido
Hipocloroso
n
Método de Geração de Dióxido de Cloro a partir de Clorito de Sódio e de Gás
Cloro
n
Método de Geração de Dióxido de Cloro a partir de Clorito de Sódio e de Ácido
Hidroclórico
n
Método de Geração de Dióxido de Cloro a partir de Clorato de Sódio, Peróxido
de Hidrogênio e de Ácido Sulfúrico
n
Método de Geração de Dióxido de Cloro a partir de Clorato de Sódio e de Ácido
Hidroclórico
n
Dióxido de cloro estabilizado em solução aquosa - Uso em pequenas ETAs
VANTAGENS E BENEFÍCIOS DO DI ÓXIDO DE CLORO
Principais Vantagens e Desvantagens dos Oxidantes usados no Tratamento de Água
Oxidante
Vantagens
Desvantagens
Cloro
Oxidante moderado; sistema de dosagem
relativamente
simples;
residual
persistente.
Forma compostos organo-halogenados quando a água
possui precursores; problemas de sabor e odor;
influência do pH na formação de espécies de cloro
Ozônio
Oxidante poderoso; geralmente forma
quantidades pequenas de compostos
organo-halogenados; não apresenta
problemas de odor e sabor; pequena
influência do pH; ajudante de
coagulação
Pequena meia-vida; geração no local da ETA;
consumo excessivo de energia elétrica; produz alguns
compostos biodegradáveis; complexa geração e
medição de residuais nos meios gasoso e líquido;
corrosivo
Dióxido
de Cloro
Oxidante
poderoso;
residual
relativamente persistente; geralmente
forma
quantidades
pequenas
de
compostos organo-halogenados; não há
influência do pH
Formação de alguns compostos organo-halogenados
(diferentes dos trialometanos); possíveis subprodutos
(clorito e clorato);
Geração no local*
Permanganato
de Potássio
Fácil de aplicar na água; não forma
trialometanos;
Oxidante moderado; confere cor (rosa) à água;
pequena ação desinfetante
Fonte: adaptada de (AWWA, 1991, 1999)
VANTAGENS E BENEFÍCIOS DO DIÓXIDO DE CLORO
PATOGÊNICOS
Aplicação do dióxido de cloro na préoxidação de águas que tenham
confirmada a presença de alguns
organismos patogênicos.
Ameba
Rotavírus
A ação do cloro é
relativamente
baixa
na
inativação de protozoários.
Criptosporidio
Giardia
VANTAGENS E BENEFÍCIOS DO DIÓXIDO DE CLORO
PATOGÊNICOS
Valores de CxT (dosagem x tempo de contato) de diferentes desinfetantes
para inativação de microrganismos
Microrganismo
Escherichia coli
Poliovírus 1
Cloro Livre
Cloramina
(pH de 6 a 7)
(pH de 8 a 9)
0,034 a 0,05
95 a 180
Exemplo:
1,1 aPara
2,5 T = 10768
mina 3740
Dióxido de Cloro
(pH de 6 a 7)
Ozônio
(pH de 6 a 7)
0,4 a 0,75
0,02
0,2 a 6,7
0,1 a 0,2
Rotavírus
0,01
a 6476C = 7200,2
a 2,1
0,006 a 0,06
Cloro:
C xaT0,05
= 7200, 3806
resultando
mg/L
a
a
Cisto de Giardia lamblia Dióxido
47 de
a 150
Cloro: C x T 2200
= 78, resultando C26
= 7,8 mg/L 0,5 a 0,6
Cisto de Giardia muris
Crypstosporidium parvum
30 a 630
1400
7,2 a 18,5
1,8 a 2,0
7200b
7200c
78d
5 a 10e
a : inativação de 99,9 %; b : inativação de 99 %; c: inativação de 90 % ; d : inativação de 90 %;
e: inativação de 99 % (T = 25 0C);
C: dosagem do desinfetante (mg/L); T: tempo de contato (min)
Fonte: Craun (1996)
VANTAGENS E BENEFÍCIOS DO DIÓXIDO DE CLORO
PATOGÊNICOS Valores de CT para Inativação de Cistos de giardia
CLORO
DIÓXIDO
DE CLORO
Fonte: USEPA (1999)
VANTAGENS E BENEFÍCIOS DO DIÓXIDO DE CLORO
PATOGÊNICOS – Remoção de Biofilme
n
coberturas de slime de microrganismos
e compostos extracelulares em
tubulações e tanques
n
muitos germes patogênicos como
E. coli ou Legionella vivem em biofilmes
n
biofilmes são extremamente resistentes
n
dióxido de cloro e ozônio são desinfetantes aplicáveis, capazes
de destruir e remover biofilmes em tanques e tubulações de
água potável
VANTAGENS E BENEFÍCIOS DO DIÓXIDO DE CLORO
REAÇÃO COM SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS
§ A oxidação de Ferro (Fe2+) e Manganês (Mn2+) a Fe3+ e Mn4+ com o
dióxido de cloro, ocorre de acordo com:
1 mg Ferro consome 1,2 mg ClO2
1 mg Mangânes consome 2,5 mg ClO2
Águas contendo Fe e Mn complexados com a matéria orgânica
requerem a pré-oxidação para liberação dos metais visando posterior
oxidação para obtenção dos precipitados.
CLORO NESTE CASO FORMA SUBPRODUTOS!
VANTAGENS E BENEFÍCIOS DO DIÓXIDO DE CLORO
FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
Compostos orgânicos
precursores
Sub-produtos da
desinfecção
n
Oxidação
n
n
n
n
DIÓXIDO DE CLORO
Principais SOH quando
Trialometanos
Ácidos haloacé
haloacéticos
Haloacetonitrilas
Haloacetonas
Tricloroacetaldeíídos
Tricloroacetalde
usado o cloro:
Portaria 518:
0,1 mg/L de
TTHM
FORMA QUANTIDADES MENORES DE
SUBPRODUTOS ORGÂNICOS HALOGENADOS
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
Pré-oxida
Pré
oxidaç
ção com
dió
di
óxido de cloro
Pré
Pr
é-oxida
oxidaç
ção com cloro Dos = 5 mg/L
100
Concentração de subprodutos (ug/L)
Concentração de subprodutos(ug/L)
100
Dos = 3,5 mg/L
TAMs
90
CH
80
HANs
70
HKs
AHAs
60
50
40
30
20
10
0
90
TAM
80
CH
70
HAN
60
HK
50
AHA
40
30
20
10
0
0
6
12
Tempo de contato (h)
18
24
0
6
12
18
Tempo de contato (h)
Concentração de Subprodutos na Água com Substâncias Húmicas Após Pré-oxidação, Coagulação
com Sulfato de Alumínio, Filtração em Filtro de Papel Whatman 40 e Pós-Cloração com 5 mg Cl2/L em
Função do Tempo de Contato de Pós-Cloração a 25°C
(TAMs:trialometanos; CH: cloral hidrato ou tricloroacetaldeído; HANs: haloacetonitrilas; HKs: haloacetonas;
AHAs: ácidos haloacéticos)
Fonte: Paschoalato (2005)
24
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
REMOÇÃO DE COR E FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
INFLUÊNCIA DA PRÉ-OXIDAÇÃO COM CLORO E DIÓXIDO DE CLORO DE ÁGUA CONTENDO
SUBSTÂNCIAS HÚMICAS AQUÁTICAS NA COAGULAÇÃO-FILTRAÇÃO E NA FORMAÇÃO DE
SUBPRODUTOS ORGÂNICOS HALOGENADOS
Ensaios de filtração direta em jarteste e filtros Whatman 40 foram realizados utilizando-se o sulfato
de alumínio como coagulante e o cloro ou o dióxido de cloro como pré-oxidantes. A água bruta foi
coletada no Rio Itapanhaú (Bertioga/SP).
Ácido Fúlvico
Ácido Húmico
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
< 0,45µm
No dia da coleta: Cor verdadeira = 190 uH
COD = 17,5 mg C/L
< 0,45µm
– 100 KDa
100 – 30
KDa
30 – 10
KDa
10 – 5 KDa
< 5 KDa
Porcentagem de AH e AF nas diferentes frações das SHA
Fonte: Sloboda (2007)
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
REMOÇÃO DE COR E FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
Condições de Coagulação fixadas para os ensaios sem e com a pr éoxidação com cloro e dióxido de cloro
Ensaio de
Coagulação
, filtração e
póscloração
Ensaio de préoxidação com
cloro, coagulação,
filtração e póscloração
Ensaio de préoxidação com
dióxido de cloro,
coagulação,
filtração e póscloração
5,0
20,0
5,0
5,0
-
-
8,0
130
130
150
Dosagem de Alcalinizante (mg NaOH/L)
-
-
26,0
Dosagem de Acidificante (mg H2SO4 /L)
-
3,0
-
5,12
4,92
5,93
8
5
10
Fonte: Montanha (2007)
Dosagem de Cloro na Pré-oxidação (mg Cl2/L)
Dosagem de Cloro na Pós-cloração (mg Cl2/L)
Dosagem de Dióxido de Cloro na Pré-oxidação (mg ClO2/L )
Dosagem de Sulfato de Alum ínio
(mg/L produto comercial)
pH de coagulação
Cor aparente da água filtrada (uH)
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
REMOÇÃO DE COR E FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
Limite máximo permitido pela
USEPA para AHA = 0,060 mg/L.
Concentração de SHO (µg/L)
140,0
120,0
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
THM
TCA
HP
HAN
HK
AHA
Ensaio de coagulação, filtração e
pós-cloração
8,4
0,1
0,1
0,1
0,1
21,8
Ensaio de pré-oxidação com cloro,
coagulação, filtração e pós-cloração
15,4
23,7
0,4
12,8
21,9
138,7
Ensaio de pré-oxidação com dióxido
de cloro, coagulação, filtração e
pós-cloração
7,9
0,0
0,0
0,0
3,6
11,3
Subprodutos
Concentração dos SHO na água tratada 30 min após a pós-cloração
Fonte: Montanha (2007)
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
REMOÇÃO DE COR E FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
Limite máximo permitido pela
USEPA para AHA = 0,060 mg/L.
Concentração de SHO (µg/L)
250,0
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0
THM
TCA
HP
HAN
HK
AHA
Ensaio de coagulação, filtração e
pós-cloração
12,8
3,2
0,5
3,8
6,2
29,0
Ensaio de pré-oxidação com cloro,
coagulação, filtração e pós-cloração
22,8
35,4
1,1
20,7
36,4
248,1
Ensaio de pré-oxidação com dióxido
de cloro, coagulação, filtração e
pós-cloração
10,5
3,6
0,0
2,6
9,2
111,4
Subprodutos
Concentração dos SHO na água tratada 24h após a pós-cloração
Fonte: Montanha (2006)
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
PRÉ-OXIDA ÇÃO DE ÁGUA CONTAMINADA COM HERBICIDA
O cultivo da cana-de-açúcar exige o uso de grande quantidade de herbicidas,
como a ametrina, diuron, tebutiuron e hexazinona, que, por exibirem alto
potencial de lixiviação, oferecem risco de contaminação das águas subterrâneas
e superficiais
Atualmente, o principal herbicida utilizado na cultura da cana de açúcar é o
VELPAR K® GRDA
CH3
(CH3)2N
Composição:
Diuron 468 g/kg
Hezaxinona 132 g/kg
Cl
NHCON(CH3)2
Cl
Diuron
N
N
O
N
O
Hexazinona
Classe: Herbicida Seletivo (controle seletivo de ervas daninhas na cultura de
cana-de-açúcar)
Fonte: PROSAB, UNAERP (2008)
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
PRÉ-OXIDA ÇÃO DE ÁGUA CONTAMINADA COM HERBICIDA
1,00
Adsorção em CAG
Água de estudo = água de poço profundo + 50
mg/L do produto comercial contendo os herbicidas
diuron (23,4 mg/L) e hexazinona (6,6 mg/L).
Pré-oxidação com cloro e adsorção em CAG
Pré-oxidação com dióxido de cloro e adsorção em CAG
ENSAIOS EM INSTALAÇÃO PILOTO: CÂMARA DE
PRÉ-OXIDAÇÃO COM TEMPO DA ORDEM DE 30
MIN E ADSORÇÃO EM FILTRO DE CAG
0,50
0,25
0,00
0
4
8
12
16
20
24
3,0 32
28
Adsorção em CAG
2,5
-0,25
Pré-oxidação com cloro e adsorção em CAG
tempo (h)
Pré-oxidação com dióxido de cloro e adsorção em CAG
2,0
Na pré-oxidação ocorreu a
formação de subprodutos que
provavelmente competiram com
os herbicidas na adsorção.
hexazinona (mg/L)
Diuron (mg/L)
0,75
1,5
1,0
0,5
0,0
0
4
8
12
16
-0,5
-1,0
Fonte: PROSAB, UNAERP (2008)
tempo (h)
20
24
28
32
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS DE ÁGUA CONTAMINADA COM HERBICIDA
Dosagem de cloro: 100 mg/L (residual de 3,5 mg/L);
Potencial de formação de 7 dias de SOH
Concentração de contaminação Velpar = 50 mg/L;
Água superficial: rio Pardo
Parâmetros
Método USEPA 551
(ug/L)
Ensaio A - Água deionizada (AD)
Ensaio B - Água rio Pardo (ARP)
ARP +
ARP +
Velpar +
Cloro
Cloro
AD
AD + Velpar +
Cloro
Clorofórmio
<0,01
1671,15
311,5
1886,87
Tricloro acetonitrila
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
Dicloroacetonitrila
<0,01
8,77
<0,01
21,09
Bromodiclorometano
<0,01
<0,01
9,56
<0,01
Tricloroacetalde ído
<0,01
680,55
156,12
1072,45
1,1-dicloropropanona
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
Cloropicrina
<0,01
23,52
1,62
30,27
Dibromoclorometano
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
1,1,1-tricloropropanona
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
Bromocloroacetonitrila
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
Dibromoacetonitrila
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
Bromoformio
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
Fonte: PROSAB, UNAERP (2008)
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
REMOÇ
REMO
Ç ÃO DE MICROALGAS E CIANOBACTÉ
CIANOBACTÉ RIAS - FORMA
FORMAÇ
ÇÃO DE SUBPRODUTOS
Água do açude Gavião (Fortaleza, CE)
(90 % de Cylindrospermopsis racirborskii e Plancktotrix aghardii)
Fonte: Sales (2006)
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
REMOÇÃO DE CIANOBACT ÉRIAS E FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
ENSAIOS COM A PRÉOXIDAÇÃO
Água Bruta: Turbidez de 10 uT e concentração
de cianobactérias da ordem de 443 000 cel/mL.
CONDIÇÕES DO ENSAIO 1
Concentração de Cianobactérias (cel/mL)
9000
Efluente Filtro Ascendente
Efluente Filtro Descendente
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
Coagulação com PAC = 25 mg/L e Polímero cat.=1,0 mg/L
Dupla filtração com FA de areia grossa
Pós-cloração com 5 mg/L e tc = 24 h)
0
Sem pré-oxidação
Cloro
3,0
Permanganato de
Potássio
Efluente Filtro Ascendente
Efluente Filtro Descendente
2,5
Turbidez (uT)
DF1: sem pré-oxidante;
DF2: 2 mg/L de Cloro na Pré-oxidação;
DF3: 1 mg/L de Dióxido de cloro na Pré-oxidação;
DF4: 0,25 mg/L de Permanganato de Potássio na Préoxidação
Dióxido de Cloro
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Sem préoxidação
Fonte: Sales (2006)
Cloro
Dióxido de Cloro
Permanganato
de Potássio
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
Água Bruta: Turbidez de 11 uT e concentração
de cianobactérias da ordem de 308 000 cel/mL.
CONDIÇÕES DO ENSAIO 2
Coagulação com PAC = 20 mg/L e Polímero cat.=1,0 mg/L
Dupla filtração com FA de areia grossa
Pós-cloração com 5 mg/L e tc = 24 h)
DF1: sem inter-oxidante;
DF2: 2 mg/L de Cloro na inter-oxidação;
DF3: 1 mg/L de Dióxido de cloro na inter-oxidação;
DF4: 0,25 mg/L de Permanganato de Potássio na interoxidação
8000,0
Efluente Filtro Ascendente
7000,0
Efluente Filtro Descendente
6000,0
5000,0
4000,0
3000,0
2000,0
1000,0
0,0
Sem pré-oxidação
Cloro
Dióxido de Cloro
2,0
Efluente Filtro Ascendente
1,8
Efluente Filtro Descendente
Permanganato de
Potássio
1,6
Turbidez (uT)
ENSAIOS COM A
IINTER-OXIDAÇÃO
Concentração de cianobactérias (cel/mL)
REMOÇÃO DE CIANOBACT ÉRIAS E FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
Sem pré-oxidação
Fonte: Sales (2006)
Cloro
Dióxido de Cloro
Permanganato de
Potássio
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
REMOÇÃO DE CIANOBACT ÉRIAS E FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
FORMAÇ
FORMA
ÇÃO DE SUBPRODUTOS
ENSAIOS COM PRÉ
PRÉ-OXIDA
OXIDAÇ
ÇÃO – ENSAIOS 1
X
Concentração de Subprodutos ( g/L)
ENSAIOS COM A INTERINTER-OXIDA
OXIDAÇ
ÇÃO – ENSAIOS 2
AHA - Ensaios 1
250
TTHM - Ensaios 1
AHA - Ensaios 2
200
TTHM - Ensaios 2
150
100
50
0
Sem pré-oxidação
Fonte: Sales (2006)
Cloro
Dióxido de Cloro
Permanganato de
Potássio
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
ÁGUA COM CIANOBACT ÉRIAS - FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
2,7
0,2
1,9
Distribuição do PFSPOs 7 (%)
para AE-A
Cultura de Microcystis spp. com
1,5 × 107 cel/mL
Total THMs
Total HANs
Total CH
Total AHAs
95,0
Potencial de formação de
subprodutos 7 dias com o cloro
Fonte: Kuroda (2005)
Água de estudo
1,2 × 105 cel/mL
Total THMs (µg/L)
31,2
Total HANs (µg/L)
2,0
Total CH (µg/L)
1,6
Total HKs (µg/L)
22,7
Total HPs (µg/L)
<1,0
Total AHAs (µg/L)
1112,5
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
ÁGUA COM CIANOBACT ÉRIAS – REMOÇÃO DE MICROCISTINA
RESULTADOS COM O CLORO
Residual MCs totais ( g/L) aaaa
ENSAIOS PARA VERIFICAÇÃO DA DEGRADAÇÃO DE MICROCISTINAS INTRA E
EXTRACELULARES
140
Dosagem
Cloro
Residual
MCs totais (µg/L) para TC = 30 min com
CV máxde
= 3,2
% = 0,35 mg/L
TC=30 min
120
Dosagem
de= cloro
Residualmin
MCs totais (µg/L) para TC = 60 min com
CV máx
3,8 % = 1,05 mg/L
TC=60
100
80
60
40
20
0
Cloro (mg/L)
0,00
0,50
1,00
2,50
5,00
TC=30 min
131,95
70,05
21,75
7,51
2,44
TC=60 min
131,95
71,44
16,85
4,26
1,02
Fonte: Kuroda (2005)
REFERÊNCIAS NO SANEAMENTO
REMOÇÃO DE TOXINAS DE CIANOBACT ÉRIAS
RESULTADOS COM O DIÓXIDO DE CLORO
ENSAIOS PARA VERIFICAÇÃO DA DEGRADAÇÃO DE MICROCISTINAS
INTRA E EXTRACELULARES
Residual MCs totais ( g/L) aaaa
140
Dosagem
Dióxido
Residual
MCs totais (µg/L) para TC = 30 min com
CV máxde
= 3,2
% de Cloro = 0,15 mg/L
TC=30 min
Residual
MCs totais (µg/L) para TC = 60 min com
Dosagem
CV máxde= Dióxido
3,8 % de cloro = 0,25 mg/L
TC=60 min
120
100
80
60
40
20
Dióxido 0
Cloro (mg/L)
0,00
0,25
0,50
1,00
2,00
TC=30 min
131,95
86,934
63,809
83,998
68,349
TC=60 min
131,95
82,770
71,436
57,277
55,343
Fonte: Kuroda (2005)
PADRÕES E CRIT ÉRIOS DE POTABILIDADE
DIÓXIDO DE CLORO, CLORITO E CLORATO
BRASIL
Portaria 518
Dioxido de
cloro
(mg/L)
-
Clorito
(mg/L)
0,2
Clorato
(mg/L)
-
OMS
Guidelines for
Drinking Water
Quality
USEPA
National Primary
Drinking Water
Standards.
Limita a
dosagem
de 0,8
dióxido de cloro
em torno de 0,3
0,7
1,0
a 0,5 mg/L
0,7
-
Health &
Safety
Commission
in Great
Britain
ALEMANHA
Padrão de
Potabilidade
0,4
0,5
0,2
0,2
DESVANTAGENS E PROBLEMAS DO USO DO
DIÓXIDO DE CLORO
Problema: em torno de 50 a 70% do dióxido de cloro aplicado se converte em
clorito, o que limita a dosagem máxima de dióxido de cloro em ETA.
Componentes
Fe2+
Mn2+
INO2Matéria
orgânica
Equação
ClO2 + Fe2+ --> Fe3+ + ClO22 ClO2 + Mn2+ + 2 H2O --> MnO2 + 2 ClO2- + 4 H+
2 ClO2 + 2 I- --> I2 + 2 ClO 22 ClO2 + NO2- + H2O --> NO3- + 2 ClO 2- + 2 H+
u ClO2 + v RH --> w RO + x RO2 … + y CO2 +z ClO 2-
ELIMINA ÇÃO DE CLORITO E CLORATO
n
Adição de componentes ferrosos
o uso de sais de ferro como coagulante reduz a concentração de
clorito na água final, sendo que 3,1 mg/L de cloreto férrico ou sulfato
férrico reduz em 1 mg/L a concentração de clorito.
n
Carvão ativado
n
Adição de cloro
- Formação de clorato
ClO2- + HOCl
ClO3- + Cl - + H+
(lado da reação para at pH> 7)
- Formação de dióxido de cloro
2 ClO2- + HOCl
2 ClO2 + Cl- + OH(lado da reação, lentamente para pH neutro e rápido para pH< 7)
DESVANTAGENS E PROBLEMAS DO USO DO
DIÓXIDO DE CLORO
Problema: Remoção de substâncias aderidas nas paredes internas das tubulações da
rede de distribuição, acarretando a presença de turbidez e cor na água de consumo
quando o dióxido de cloro é usado na desinfecção final.
Tubulação de ferro fundido parcialmente obstruída:
Corrosão e formação de tubérculos nas paredes internas das tubulações.
TÉCNICAS DE MEDIÇÃO DE DIÓXIDO DE CLORO E CLORITO
TÉCNICAS ANALÍ
ANAL ÍTICAS PARA QUANTIFICAÇ
QUANTIFICAÇ ÃO DE DIÓ
DIÓXIDO E CLORITO
USADAS NA UNAERP - PROSAB
Método 1: Espectrofotométrico com uso de DPD e cálculo estequiométrico
Equipamento: DR-2000 Hach
Método Hach: 80 – Cloro Livre
Faixa: 2,0 mg/L
Comprimento de onda: 530 nm
- 25 mL da amostra;
- 1 Powder Pillow DPD para cloro livre (HACH);
- Fazer um branco com água destilada sem reagente.
O resultado da leitura deve ser multiplicado por 1,90 pra transformar mg/L /Cl2 para mg/L de ClO2.
Método 2: Espectrofotométrico com uso de DPD
Equipamento: DR-2500 Hach
Método Hach: 72
Faixa: 2,0 mg/L
Comprimento de onda: 530 nm
- 50 mL da amostra em dois balões volumétricos;
- 1 mL do Reagente 1 (Hach) em cada balão;
Em um dos balões, colocar 1 Powder Pillow do desclorante, agitar, branco;
- 1 mL do Reagente 2 (Hach), agitar;
- 1 mL do Reagente 3 (Hach), agitar.
O resultado obtido será em mg/L de ClO2.
TÉCNICAS DE MEDIÇÃO DE DIÓXIDO DE CLORO E CLORITO
TÉCNICAS ANALÍ
ANAL ÍTICAS PARA QUANTIFICAÇ
QUANTIFICAÇ ÃO DE DIÓ
DIÓXIDO E CLORITO
USADAS NA UNAERP - PROSAB
Método 3: Espectrofotométrico com uso de DPD e Glicina
Equipamento: DR-2000
Método: curva de calibração EKA
Faixa: 2,5 mg/L
Comprimento de onda: 530 nm
- 25 mL da amostra;
- 1 mL de Glicina 10%;
- 1 DPD para cloro livre (Hach);
- Branco com água destilada sem reagente.
O resultado obtido em mg/L de ClO2 .
Absorbância
Concentração (mg/L)
0,00
0,00
0,060
0,25
0,120
0,50
0,238
1,50
0,354
1,00
0,468
2,00
0,257
2,50
Método 4: Titrimétrico por Iodometria
Equipamento: Autocat 9000 Hach
Concentração até 1500 mg/L de dióxido de cloro
Sensores para Di óxido de Cloro e Clorito
n
Dulcotest CDE 2-mA
para dióxido de cloro
¨
n
Dulcotest CDP 1-mA-2 mg/L
para dióxido de cloro
¨
¨
n
3 faixas de medição
(10, 2 e 0,5 mg/L)
Sensor especial para água de processo contaminada com detergentes
(máquina de lavagem de garrafas, processos CIP)
Faixa de medição 2 mg/L
Dulcotest CLT 1-mA para clorito
¨
2 faixas de medição
(2 e 0,5 mg/L)
SEGURANÇA
n
Gás amarelo esverdeado, não pode ser estocado ou comprimido,
deve ser produzido “ in loco ”;
n
Nos geradores atuais a concentração máxima do gás gerado é
menor que 2% (5 x vezes abaixo do ponto crítico);
n
Em solução aquosa não há risco de explosão;
n
Em nenhuma fase da produção ocorre o armazenamento de gás.
n
Para a segurança da instalação (transferencia, armazenamento e
veiculação dos insumos) é essencial que seja feito um projeto de
acordo com o fabricante, fornecedor e usuário do dióxido de cloro
EMPRESAS QUE UTILIZAM O DIÓXIDO DE CLORO
SANEAMENTO:
CAGECE – ETA – 8200 L/s
DAE BAURU - ETA - 550 L/s.
SAAE INDAIATUBA - ETA - 300 L/s
SANEPAR - ETA IGUAÇU - 3600 L/s
SANEPAR - ETA ARAUCÁRIA - 250 L/s
SANEPAR - ETA PASSAÚNA - 1800 L/s
SANEPAR - ETA GUARATUBA - 260 L/s
SANEPAR - ETA MATINHOS - 850 L/s
SANEPAR - ETA UNIÃO DA VITÓRIA - 200 L/s
SANEPAR - ETA 1 CASCAVEL - 1400 L/s
SANEPAR - ETA 3 CASCAVEL - 150 L/s
COMUSA - NOVA HAMBURGO - 800 L/s
SAE ITAJAÍ - ETA - 150 L/s
DEMAE PORTO ALEGRE - ETA SÃO JOÃO - 3200 L/s
DEMAE PORTO ALEGRE - ETA TRISTEZA - 380 L/s
DEMAE PORTO ALEGRE - ETA MOINHO DE VENTO - 2000 L/s
SANESUL - ETE BONITO
EMPRESAS QUE UTILIZAM O DIÓXIDO DE CLORO
Segmento de Alimentos:
SADIA / REFRICON ( MC DONALD´S) / AVIPAL / A´DORO ALIMENTOS
Segmento de Bebidas:
LD COMMODITIES / SUCOCITRICO CUTRALE / FISCHER (CITROSUCO) /
CERVEJARIA PETRÓPOLIS (Boituva SP - Petrópolis e Teresópolis RJ - Rondonópolis
MT) / CERVEJARIA MALTA / CERVEJARIA CONTI / BEBIDAS FRUKI
Segmento de Papel e Celulose:
MD PAPÉIS / SUZANO PAPÉIS / VERACEL
Segmento Têxtil:
RHODIA / LEÃO JETEX
Segmento de Químicos e Petroquímicos:
EKA CHEMICALS / COPESUL / PETROBRÁS (RECAP - REFAP - REMAN - REVAP) /
JOHNSON DIVERSEY
Segmento de Cosméticos:
NATURA / UNILEVER (Valinhos e Louveira)
MENSAGEM
É IMPORTANTE O CONHECIMENTO DA QUALIDADE DA ÁGUA E DA COMUNIDADE;
É RECOMENDADO QUE A SELEÇ
SELEÇÃO DE UM OXIDANTE/DESINFETANTE SEJA FEITA
COM BASE EM RESULTADOS DE ENSAIOS EM LABORATÓ
LABORAT ÓRIO COM A ÁGUA A SER
TRATADA;
OS FABRICANTES DE DIÓ
DIÓXIDO DE CLORO DEVEM SER CONSULTADOS PARA QUE
O PROJETO DA INSTALAÇ
INSTALAÇÃO DE GERAÇ
GERAÇÃO SEJA EFICAZ E SEGURA;
O DIÓ
DIÓXIDO DE CLORO É UMA ALTERNATIVA AO CLORO, APRESENTANDO AS
SEGUINTES VANTAGENS COMPROVADAS:
• MAIOR EFICIÊNCIA NA INATIVAÇ
INATIVAÇÃO DE PROTOZOÁ
PROTOZO ÁRIOS;
• MAIOR EFICIÊNCIA NA INATIVAÇ
INATIVAÇÃO DE CIANOBACTÉ
CIANOBACT ÉRIAS;
• MENOR FORMAÇ
FORMAÇÃO DE SOH, PRINCIPALMENTE DE AHA;
• OXIDA
OXIDAÇ
ÇÃO DE INORGÂNICOS EM ÁGUAS CONTENDO FERRO E MANGANES
COMPLEXADOS NA MATÉ
MAT ÉRIA ORGANICA SEM A FORMAÇ
FORMAÇÃO EM GRANDES
QUANTIDADES DE SOH.
MUITO OBRIGADA.