Tratamento de Água
Remoção de Fe e Mn
• Quais as reclamações de quem utiliza água com
ferro e/ou Manganês?
– Coloração amarelada, manchas nas roupas nas louças e
utensílios.
– Gosto metálico
• Por que algumas vezes as água dos poços são
transparentes e algumas horas após a coleta
apresentam coloração amarelada?
– Porque o Ferro está solúvel e em contato com o ar
atmosférico ele oxida amarelando a água.
Perguntas Frequentes
• A presença de Ferro e Manganês na água podem ter
duas origens:
– Natural
– Tubulações
• Problemas principais percebidos pelos consumidores:
– Gosto
– Coloração/ manchas
– Incrustação
Origem do Problema
• Ferro:
– Gosto metálico
– Coloração avermelhada na água, causando manchas
em roupas e utensílios sanitários.
– Depósitos em canalizações
• Manganês:
– Gosto metálico
– Coloração negra na água, causando
principalmente em utensílios sanitários.
Problemas Associados
manchas
• Solúvel: caracterizado pela ausência de
partículas. Sua incidência gera colorações
características na água.
– Ferro: pH<7,5
– Manganês: pH<8,3
• Oxidado: caracterizado pela presença de
partículas visíveis na água;
– Ferro: pH>7,5
– Manganês: pH>8,3
Tipos de Ferro e Manganês
• Filtração é o método mais fácil para remover tanto o ferro quanto o
manganês oxidado. As partículas são facilmente removidas via
interferência geométrica. Por isso podemos inclusive introduzir
Filtros de areia para esta finalidade.
• Caso os dois metais estejam presentes na água sob a forma
solúvel, necessariamente, precisam ser oxidados, através de um
tratamento físico ou químico para que posteriormente possam ser
removidos via filtração.
• Para remoção sem Oxidação apenas resinas de troca iônica são
eficientes, porém nem todas podem ser empregadas.
• Deve-se utilizar resinas Catiônicas de núcleo fechado. Como padrão
a Cuno utiliza a resina SST 60 da Purolite, para índices de até 5
ppm de ferro na água. A retrolavagem desta resina será feita com
salmoura a 10%.
Como Retirá-los
• Oxidantes são substâncias que removem elétrons (cargas
negativas) dos íons da solução, deixando-os com carga mais
positiva.
• O ferro e o manganês existem na água em ambas formas, a
solúvel e a insolúvel. A oxidação permite converter ambos numa
forma que permita a sua filtração. Este processo converte ferro da
forma Fe (2+) para a forma Fe (3+) e o manganês da forma Mn
(2+) para Mn (4+).
• A oxidação, por ela mesma, não remove impurezas da água, mas
muda a sua natureza química e física, viabilizando o uso do
processo de filtração.
• A oxidação é uma "metade" da reação, e para cada oxidação
existe uma "redução". Para o caso específico da filtração não
trabalharemos com as reduções, mas destacamos que elas
existem com a oxidação.
O que é um Oxidante
Poder de Oxidação
Ferro
Oxigênio
4Fe2+
Permanganato 3Fe2+
5H+
Cloro
2Fe2+
Ozônio
2Fe2+
Manganês
Oxigênio
Permanganato
Cloro
Ozônio
+ O2(g) + 10H2O  4Fe(OH)3(s) + 8H+
+ KMnO4 + 7H2O  3Fe(OH)3(s) + MnO2(s) + K+ +
+ Cl2 + 6H2O  2Fe(OH)3(s) + 2Cl- + 6H+
+ O3(g) + 5H2O  2Fe(OH)3(s) + O2 + 4H+
2Mn2+ + O2(g) + 2H2O  2Mn(OH)2(s) + 4H+
3Mn2+ + 2KMnO4 + 2H2O  5Mn(OH)2(s) + 2K+ + 4H+
Mn2+ + Cl2 + 2H2O  Mn(OH)2(s) + 2Cl- + 4H+
Mn2+ + O3(g) + H2O  Mn(OH)2(s) + O2 + 2H+
Reações Químicas
Ferro
Manganês
Solub.
(mg/L)
7
8
Curvas de Solubilidade
9
pH
• O sistema Chem-Free emprega um leito de
óxido de magnésio de alta pureza (98%),
endurecido por calcinação (MagChem 10). Para
aumentar o pH da água usa uma adição no leito
de carbonato de cálcio natural (Hubercarb).
• Os Removedores de Ferro Cuno devem receber
água pré oxidada, com teores de ferro de até 2
ppm.
Sistema
CHEM-FREE
•
A Portaria no 518 do Ministério da
Saúde recomenda os seguintes limites
máximos para a água potável:
– Ferro: 0,3 mg/L
– Manganês: 0,1 mg/L
Concentrações Permitidas
Devido a natureza do meio Chem-Free, durante a
partida algumas vezes são requeridos de 2 a 3
dias para que o filtro Chem-Free remova
completamente o ferro e o manganês. Durante as
retrolavagens iniciais, poderá ser observada no
dreno uma pequena quantidade de meio branco
fino, sendo considerado normal o evento.
Um Detalhe Importante
• Variável importante: a principal é a vazão da
linha.
• Máxima eficiência: recomendado para tratar
águas com concentração máxima de ferro de 2
mg/L. Para o tratamento de águas com
concentração de ferro acima de 2 mg/L é viável a
instalação de um tanque com tempo de
residência mínimo de 30 minutos, com adição de
um oxidante forte para prévia oxidação do
excesso de ferro.
Dimensionamento
• O tempo de residência, constituise de um parâmetro de
engenharia, que prevê o tempo em
que uma determinada porção de
água permanece em um dado
reservatório.
– É calculado da seguinte forma:
V/Q (volume/vazão)
Tempo de Residência
=
RFE 2000 - 2000 l/h
4 Cu.Ft = 160 Kg Chem-Free
• Para vazões superiores a 6 m3/h é mais
economicamente viável a aplicação de oxidação
seguido de caixa de decantação e Filtro de Areia.
• Economicamente é mais viável usar 02 RFE 2000
do que um Único Removedor Maior em 4m3/h de
tratamento.
Reposição Midias
•
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•
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•
1
Cabeça Automática ( 1 )
Valvula By-pass ( 2 )
Tanque Uniflex ( 3 )
Tubo Sifão/ Crepina ( 4 )
Midia Retenção (5)
Midia Filtrante (6)
4
2
3
4
Composição Equipamento
6
Foto RFE 2000