TRATAMENTO QUÍMICO PARA ESTAÇÕES
DE TRATAMENTO DE ÁGUA
O objetivo da clarificação da água consiste em promover a redução na sua turbidez, cor e carga orgânica, através da eliminação de sólidos
suspensos por meio de processos físico-químicos.
Para que o processo de clarificação ocorra, 04 etapas são envolvidas :
NEUTRALIZAÇÃO
Os sólidos suspensos são partículas insolúveis na água, com velocidades de sedimentação tão reduzidas que inviabilizam sua decantação natural
ao longo do tempo. Aliado a isso, a maioria destas partículas apresentam sua superfície carregada eletricamente, proveniente da adsorção de íons
(principalmente hidroxilas) presentes na água.
A presença de cargas elétricas aumenta a repulsão entre as partículas, dificultando a aglomeração e formação de agregados maiores e de mais
fácil sedimentação.
O fenômeno de neutralização consiste exatamente na eliminação dessas cargas eletrostáticas superficiais ou, em outras palavras, na diminuição do
chamado potencial ZETA.
COAGULAÇÃO
O processo de coagulação está intimamente relacionado ao fenômeno de neutralização, uma vez que consiste na aglutinação (portanto na
aproximação) das partículas, para que as mesmas se tornem maiores e possam sedimentar rapidamente.
A seguir são apresentadas alguns coagulantes ou floculantes usualmente utilizados :
“QUADRO 01”
COAGULANTE OU
FLOCULANTE
Al2 (SO4)3 – Sulfato de Alumínio
PAC – Policloreto de Alumínio
Fe Cl3 – Cloreto Férrico
FeSO4 – Sulfato Ferroso
Ca(OH)2-Hidróxido de Cálcio
Polímeros
Iônicos
Aniônicos
e
FUNÇÃO
3+
3+
2+
Cátions polivalentes (Al , Fe , Fe ,etc) neutralizam as cargas elétricas das partículas suspensas e os
hidróxidos metálicos (Ex.: Al2(OH)3), ao adsorverem os particulados, geram uma floculação parcial.
Usualmente utilizado como agente controlador do pH. Porém, os íons cálcio atuam também como agentes de
neutralização das cargas elétricas superficiais, funcionando como um coagulante inorgânico.
Não- Geração de “pontes” entre as partículas já coaguladas e a cadeia do polímero, gerando flocos de maior
diâmetro.
Polímeros Catiônicos
Neutralização das cargas elétricas superficiais que envolvem os sólidos suspensos e incremento do tamanho
dos flocos formados (via formação de pontes).
Usualmente utilizado no tratamento de lamas orgânicas.
Policátions
São polieletrólitos catiônicos de baixo peso molecular, os quais possuem como função principal a neutralização
das cargas elétricas superficiais e aumento do tamanho dos flocos.
Utilizados em substituição ao floculantes inorgânicos convencionais.
De forma a facilitar a interpretação das informações transmitidas, é a seguir apresentado um modelo esquemático dos processos de coagulação e
floculação :
“FIGURA 01”
FLOCULAÇÃO
A floculação corresponde a etapa de crescimento dos flocos, após a coagulação. Durante esta etapa, a velocidade da água deve ser suficiente para
promover o contato entre os coágulos, sem ser demasiadamente alta e que venha a produzir a quebra destes.
SEDIMENTAÇÃO
A sedimentação corresponde a fase em que os flocos, com seu tamanho relativamente aumentado, tendem a decantar. Quanto maior a velocidade
de decantação, menor será o tempo de residência requerido para a água no clarificador. Na sua grande maioria, a utilização exclusiva de
coagulantes e floculantes inorgânicos não permite a formação de flocos suficientemente densos, determinantes para a obtenção de uma taxa de
sedimentação satisfatória. Nestes casos, a utilização de auxiliares de floculação, largamente conhecidos como polieletrólitos, mostra-se
recomendada.
Com o objetivo de ilustrar a importância da etapa de sedimentação dentro do processo de clarificação, apresentamos a tabela 01 e figura 02, a
seguir, as quais relacionam, respectivamente, o diâmetro/densidade da partícula e a velocidade de decantação (através da equação de Stokes),
bem como a classificação dos diversos tipos de materiais em suspensão e seu tamanho (diâmetro) específico.
“TABELA 01”
Diâmetro da Partícula
(mm)
0,1
0,05
0,01
0,005
0,001 (1µm)
Velocidade de sedimentação (cm/s) a 15º C
3
3
Densidade : 2 g/cm
Densidade : 1.02 g/cm
0,478
0,00957
0,1195
0,002392
0,00478
0,0000957
0,001195
0,00002392
0,0000478
0,000000957
“FIGURA 02”
1
10
10 mm
-1
1 mm
10
-2
10
100 µm
-3
10 µm
Partículas
Grosseiras
Sólidos Suspensos
Pedaços de
Plástico
Fibras
e
Areia
10
-4
1 µm
10
-5
100 nm
10
-6
10 nm
Colóides
-7
10 (cm)
Diâmetro da
1 nm
Partícula
Moléculas
Contaminantes
Pigmento
Bactéria
e
Bentonita
Proteínas
Corantes
Como se pode observar, diversos são os fatores que influenciam na velocidade de sedimentação. Todavia, mostra-se latente que um parâmetro
determinante trata-se do diâmetro da partícula, sendo maior a eficiência do processo de clarificação quanto maior for a velocidade de sedimentação
alcançada.
O primeiro frasco apresenta
amostra "in natura". No
segundo
frasco
já
ocorreram os processos de
coagulação e floculação e
observa-se o início da
decantação.
No
último
frasco nota-se o final do
processo de decantação.
Soluções em Engenharia de Tratamento de Água
Por : José R. Pastor / Antônio R. P. Carvalho / Gabriel Zibordi.