Sistemas de Tratamento de
Água e Esgoto
TARSO LUÍS CAVAZZANA
Engenheiro Civil, Mestre em
Recursos Hídricos e Tecnologias
Ambientais, MBA em Gestão
Empresarial
[email protected]
Plano de ensino

CARGA HORÁRIA SEMANAL: 02 Horas/Aula
DESENVOLVIMENTO DA
DISCIPLINA


O curso será desenvolvido, através de exposição da
matéria em sala de aula, projeção de slides e
transparências, apresentação de fotos, catálogos de
equipamentos e projetos reais de unidades
desenvolvidas por diversas formas de consultoria
Toda esta parte poderá ser complementada com visitas
ao campo e desenvolvimento de relatórios
EMENTA
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Projeto de Estação de Tratamento de Água
Projeto de Estação de Tratamento Esgoto Sanitário
Mistura
Floculação
Decantação
Filtração
Desinfecção
Fluoretação
OBJETIVOS GERAIS

Consolidar os conceitos de saneamento básico através
do desenvolvimento de projetos práticos de sistemas de
tratamento de água potável e esgoto sanitário.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Capacitar o aluno a elaborar projetos básicos e
executivos de Estações de Tratamento de Água e de
Tratamento de Esgoto Sanitário, respondendo
profissionalmente pela adequação técnica do
empreendimento e pelo seu desempenho funcional.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Dimensionamento da capacidade instalada da Estação de
Tratamento de Água (ETA) e de Tratamento de Esgoto
(ETE)
Projeto Básico da ETA e ETE

Administração

Casa de Química e Dosagens

Sistema de Mistura

Sistema de Floculação

Sistema de Decantação

Sistema de Filtração
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
ETA e ETE

Projeto de Detalhamento
Normas de operação de sistema de tratamento d’água e
esgoto sanitário
Avaliação do desempenho operacional das Estações
ESTRATÉGIA DE TRABALHO

Serão utilizados os recursos didáticos usuais tais como
Quadro Negro e Giz, Retro-projetor, Projetor de Slides
em aulas expositivas do Professor, visando
desenvolvimento de trabalhos em grupos e individuais
de projetos.
AVALIAÇÃO
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NP1=0,7xP1+0,3xT1
NP2=0,7xP2+0,3xT2
P é prova e T trabalho.
MF=(NP1+NP2)/2; Se MF>7, Aprovado, senão, Exame
Nota mínima no Exame = 10-NF para aprovação
BIBLIOGRAFIA - Básica



Netto, José M. de Azevedo – Técnica de Abastecimento
e Tratamento de Água –
Parlatore, Antonio Carlos – Misturadores e Floculadores
Mecânicos - CETESB – SP, 2003
CHERNICHARO, Carlos Augusto de L. “Reatores
Anaeróbios”, Editora UFMG, Minas Gerais, 2007.
BIBLIOGRAFIA - Complementar





LEME, F. “Teoria e Técnicas de Tratamento de Água”, ABES,
Rio de Janeiro, 2005.
JORDÃO, E. P.; PESSOA, C. A. “Tratamento de Esgotos
Domésticos”, Associação Brasileira de Engenharia Sanitária,
Editora ABES, 3a edição, Rio de Janeiro, 1995.
LEME, F. P. “Teoria e Técnicas de Abastecimento de Água”,
Editora ABES, 2a Edição, Rio de Janeiro, 1990.
MASCARÓ, L. “Ambiência Urbana”, Editora Luzzatto, Porto
Alegre, 1990.
SPERLING, M. V. “Introdução à Qualidade das Águas e ao
Tratamento de Esgotos”, Departamento de Engenharia,
Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 1996.
Legislação Federal – ABNT - NBRs
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
10.151 e 10.152 - Ruídos
10.004 a 10.007 - Classificação de resíduos
12235 - acondicionamento de resíduos classe I
11174 - acondicionamento de resíduos classe II
12.267 - Normas para Elaboração de Plano Diretor
12213 Projeto de adutora de água para abastecimento público
12216 Projeto de estação de tratamento de água para abastecimento
público
12209 Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário
12212 Projeto de poço para captação de água subterrânea
9649 Projeto de redes coletoras de esgoto sanitário
12214 Projeto de sistema de bombeamento de água para
abastecimento público
Legislação Federal - NBRs
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12212 Projeto de poço para captação de água subterrânea
13969 Tanques sépticos - Unidades de tratamento complementar e
disposição final dos efluentes líquidos - Projeto, construção e
operação
5101 Iluminação pública
15.527 Água de Chuva - Aproveitamento de Coberturas em Áreas
Urbanas para Fins Não Potáveis - Requisitos
10.844 Instalações Prediais de Águas Pluviais
NBR 14970 Acessibilidade Veiculos
NBR 9050 Acessibilidade a Edificações Mobiliário
NBR 14021 Acess. Pessoa Port. Deficiência - Trem Metropolitano
NBR 14273 Acess. a Pessoa Portadora de Deficiência - Transporte
Aéreo Comercial
Normas de Qualidade

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
ISO 9000 - Gestão da Qualidade
ISO 14000 – Sistema de Gestão Ambiental
OHSAS 18001 Saúde e segurança ocupacional
ISO 26000 (nov/2010) – Diretrizes sobre Responsabilidade Social (SA
8000)
Legislação Federal - ANVISA


CÓDIGO SANITÁRIO FEDERAL - Lei Federal nº 6.437, de
20/08/1977 - "Define as infrações sanitárias e as respectivas
penalidades."
PORTARIA Nº 2.914, DE 12 DE DEZEMBRO DE 2011 - "Dispõe
sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da
água para consumo humano e seu padrão de potabilidade".
Legislação Federal – MTE - NRs



MTE
(34)
http://portal.mte.gov.br/legislacao/normasregulamentadoras.htm
Importante para os locais de desenvolvimento de trabalhos
públicos
Observar aspectos construtivos e de acabamento (pintura) em
acordo com o tipo de utilização.
Tipos de tratamento de água e de esgoto
sanitário - NORMAS PARA PROJETOS DE
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

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

NBR 12 211 – Estudos de Concepção de Sistemas Públicos de
Abastecimento de Água;
NBR 12 212 – Projeto de Poço para Captação de Água Subterrânea;
NBR 12 213 – Projeto de Captação de Água de Superfície para
Abastecimento Público;
NBR 12 214 – Projeto de Sistema de Bombeamento de Água para
Abastecimento Público;
NBR 12 215 – Projeto de Adutora de Água para Abastecimento Público;
NBR 12 216 – Projeto de Estação de Tratamento de Água para
Abastecimento Público;
NBR 12 217 – Projeto de Reservatório de Distribuição de Água para
Abastecimento Público;
NBR 12 218 – Projeto de Rede de Distribuição de Água para Abastecimento
Público.
Tipos de tratamento de água e de esgoto
sanitário - NORMAS PARA ESGOTOS


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


NBR 8160/1999 - Sistemas prediais de esgoto sanitário –
Projeto e Execução
NBR 9649/1986 - Projeto de redes coletoras de esgoto
sanitário
NBR 7367/1988 - Projeto e assentamento de tubulações de
PVC rígido para sistemas de esgoto sanitário
NBR 9648/1986 - Estudo de concepção de sistemas de esgoto
sanitário
NBR 9814/1987 - Execução de rede coletora de esgoto
sanitário
NBR 12207/89 - Projeto de interceptores para esgoto sanitário
Tipos de tratamento de água e de esgoto
sanitário - NORMAS PARA ESGOTOS
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

NBR 12208/1987- Projeto de estações elevatórias de
esgoto sanitário
NBR 12266/1992 - Projeto e execução de valas para
assentamento de tubulação de água, esgoto ou
drenagem urbana
NBR 5645/1989 - Tubo cerâmico para Canalizações
NBR 8890/2003 - Tubo de concreto armado, de
seção circular para esgoto sanitário
NBR 10845/1988 - Tubo de poliéster reforçado com
fibras de vidro, com junta elástica, para esgoto
sanitário
Projetos básicos - ETA
Fases do sistema de Abastecimento da captação à
distribuição:
TOMADA D´ÁGUA - REPRESAS
TOMADA D´ÁGUA – VARIAÇÃO DE NÍVEL
TOMADA D´ÁGUA – EXEMPLOS
DESARENADOR – AREIA – EXEMPLOS
PLANTA-CAPTAÇÃO/CX AREIA/ELEVATÓRIA
PLANTA-CAPTAÇÃO/CX AREIA/ELEVATÓRIA
PLANTA-CAPTAÇÃO/CX AREIA/ELEVATÓRIA09/08/12
Cálculo de caixa de areia para Q=20m3/s, Taxa=40m3/m2/dia, partícula 1m/s,
concentração volumétrica, L=1,5C.
Caixa deve ter volume para ao menos 1 dia nas piores condições.
RECORDANDO DEMANDA
SENDO K1=1,2 E K2=1,5, q=200L/HAB/DIA, CALCULAR A QUANTIDADE DE
PESSOAS ABASTECIDAS COM 20M3/S DO EXERCÍCIO ANTERIOR.
PLANTA-CAPTAÇÃO/CX AREIA/ELEVATÓRIA
Caixa deve ter volume para ao menos 1 dia nas piores condições. Remover no
mínimo 0,20mm. Massa da areia 2,65g/cm 3 .
Lreal  1,5  L
L
Q
Q
, L aqui é comprimento, h altura, Q vazão, b a

 L
h b  h  Vs
b  Vs
largura, Vs a velocidade de sedimentação.
Tab.07 - Velocidade de sedimentação da areia
Tamanho da
partícula (mm)
Veloc. de
sedimentação
(mm/s)
1.0
0.8
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.15
0.1
100
83
63
53
42
32
21
15
8
PLANTA-CAPTAÇÃO/CX AREIA/ELEVATÓRIA
Segundo a NB - 589/79 as grades grossas terão um espaçamento entre
barras de 5.0 a 10.0 cm, e as grades finas de 2.0 a 4.0 cm. As barras
deverão ser de barra de aço chato, e ter as seguintes dimensões:
Grossas
Finas
txc
10 x 50 mm
10 x 60 mm
13 x 40 mm
13 x 50 mm
txc
4 x 50 mm
8 x 40 mm
10 x 40 mm
PLANTA-CAPTAÇÃO/CX AREIA/ELEVATÓRIA
As grades são dimensionadas, de modo que se obtenha uma seção de
escoamento com velocidade adequada. A NB 589/79 recomenda não
superior a 0.60m/s, quando limpas - na prática, utiliza-se até 0.75m/s.
Recomenda-se que as velocidades da água entre as barras limpas, varie entre
0.40 e 0.75 m/s, tanto para as vazões mínimas, médias e máximas.
Estabelecida a velocidade da água, através das barras, calcula-se a área útil
Au, ou seja, a área livre entre as barras. Adotando “a” como espaçamento
entre barras e t espessura, calculase S, área total. A eficiência E e a perda
de carga h também podem ser calculadas. V é a velocidade no canal e v a
velocidade de aproximação nas grades.
Segundo a NB 598/79 a velocidade de aproximação não poderá ser superior a
0.60 m/s. E a experiência recomenda que esta nunca seja inferior a 0.30
m/s.
Q
Au 

S  Au

a  t

a
a
E
at
h

1.43 2
 V 2
2g

PLANTA-CAPTAÇÃO/CX AREIA/ELEVATÓRIA
Segundo a NB - 589/79 as grades grossas terão um espaçamento entre
barras de 5.0 a 10.0 cm, e as grades finas de 2.0 a 4.0 cm. As barras
deverão ser de barra de aço chato, e ter as seguintes dimensões:
CAPTAÇÃO - REPRESAS
CAPTAÇÃO – ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
CAPTAÇÃO – ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
CAPTAÇÃO – ÁGUAS SUBTERRÂNEAS –
CAVALETE DE SAÍDA
CAPTAÇÃO – PAINEL DE COMANDO
ELEVATÓRIA-Comportas
São dispositivos de vedação constituídas, essencialmente, de
uma placa movediça, que desliza em sulcos ou canaletas
verticais. Instalados na maioria dos casos em canais e nas
entradas de tubulações de grandes diâmetros
ELEVATÓRIA-Válvulas ou Registro
As válvulas ou registros são dispositivos que permitem regular ou interromper
fluxo de água em condutos fechados. São usadas quando se pretende
estabelecer vedação no meio de trecho formado por uma tubulação longa
ELEVATÓRIA-Adufas
São peças semelhantes às comportas e são ligadas a um segmento de tubo.
ELEVATÓRIA
Elementos principais
ELEVATÓRIA
Segundo a NB 590/79, o dimensionamento das tubulações de
sucção e recalque deverá ser processado segundo os
parâmetros hidráulicos pré- estabelecidos e ainda observandose, salvo justificativa, os seguintes critérios de velocidade:
Tipo de material transportado
Matéria orgânica
Suspensões finas (silte e argila)
Areia fina
Velocidade (m/s)
0.30
0.30
0.40
ELEVATÓRIA
CALCULAR A POTÊNCIA DA BOMBA DO EXERCÍCIO
ANTERIOR PARA UM DESNÍVEL DE 50m, 300m DE
TUBULAÇÃO DE PVC COM VELOCIDADE MÁXIMA 3m/s.
CONCEPÇÕES TÍPICAS DE ETAs
PRINCIPAIS PROCESSOS
Os principais processos normalmente adotados para o
tratamento são:


AERAÇÃO: por gravidade, por aspersão, por
outros processos (difusão de ar e aeração forçada),
tem como objetivo a remoção de gases dissolvidos e
excesso nas águas (CO2, H2S);
COAGULAÇÃO E FLOCULAÇÃO – Trata-se de um
processo químico que visa aglomerar impurezas
que se encontram em suspensões finas, em estado
coloidal, em partículas sólidas que possam ser
removidas por decantação ou filtração. As partículas
agregam-se, constituindo formações gelatinosas
PRINCIPAIS PROCESSOS
inconsistentes, denominadas flocos. Os flocos iniciais
são rapidamente formados e a eles aderem as
partículas. Em geral são aplicados coagulantes (sulfato
de alumínio ou compostos de ferro);
 DECANTAÇÃO OU SEDIMENTAÇÃO – é um
processo dinâmico de separação de partículas
sólidas suspensas na água. Essas partículas, sendo
mais pesadas que a água, tenderão a cair no fundo,
verificando-se então a referida separação.
 FILTRAÇÃO – processo que consiste em fazer a
água passar por camadas porosas capazes de reter
impurezas. Normalmente o material poroso

PRINCIPAIS PROCESSOS
empregado como meio filtrante é a areia ou o
antracito. Em função da turbidez da água,
normalmente são aplicados filtros lentos (para águas
com baixa turbidez) e filtros rápidos.
 DESINFECÇÃO – A desinfecção da água para fins
de abastecimento constitui medida que, em caráter
corretivo ou preventivo, deve ser obrigatoriamente
adotada em todos os sistemas públicos. Os produtos
normalmente utilizados são o cloro e seus compostos
(hipoclorito, cal clorada);
 Ultrafiltração: Para remoção de poluentes iônicos e
necessidade de qualidade maior que a potável.
Esgotos Sanitários
Sistema de Esgotos Sanitários:
 Conjunto de elementos que têm por finalidade a
Coleta, o Transporte, o Tratamento e a Disposição
Final adequada, tanto do esgoto coletado quanto do
lodo gerado. O Sistema de Esgotos Sanitários (SES)
abrange, portanto, a rede para coleta, as estações
elevatórias e as estações de tratamento de esgotos.

PRINCIPAIS PROCESSOS
CÁLCULO DOS TANQUES, ÁREAS, TAXAS DE
APLICAÇÃO, PARA A ETA.
Sistema de Esgotos Sanitários

Conjunto de elementos que viabilizam o correto
encaminhamento dos esgotos até as estações de
tratamento, exemplo: Caixa Coletora, Poço de
Inspeção, Poço de Visita, Ramal Predial, Rede
Condominial, Rede Pública, Coletor Tronco,
Interceptor, Travessia, Sifão, Estação Elevatória e
Linha de Recalque.
Sistema de Esgotos Sanitários -
Níveis do Tratamento


Tratamento Preliminar: São retirados do esgoto os sólidos
grosseiros, como lixo e areia. Utiliza processos físicos, como
gradeamento, peneiramento e a sedimentação.
Tratamento Primário: Reduz parte da matéria orgânica
presente nos esgotos removendo os sólidos em suspensão
sedimentáveis e sólidos flutuantes. O esgoto ainda contém
sólidos em suspensão, não grosseiros, que são mais pesados
que a parte líquida que se sedimentam, indo para o fundo dos
decantadores, formando o lodo primário bruto. Esse lodo é
retirado do fundo do decantador, através de raspadores
mecanizados,
tubulações
ou
bombas.
Sistema de Esgotos Sanitários -
Níveis do Tratamento
Processo Anaeróbio: Ocorre através da fermentação, na ausência
ou quantidade mínima de oxigênio.
Tipos mais comuns:
 Sistema fossa séptica – filtro anaeróbio: Muito usado no Brasil,
no meio rural e em comunidades de pequeno porte. Os sólidos
em suspensão se sedimentam no fundo da fossa séptica e
formam o lodo onde ocorre a digestão anaeróbia. O líquido se
encaminha para o filtro anaeróbio que possui bactérias que
crescem aderidas a uma camada suporte formando a
biomassa, que reduz a carga orgânica dos esgotos.
Sistema de Esgotos Sanitários -
Níveis do Tratamento

Reator Anaeróbio de Manta de Lodo (UASB): A biomassa
cresce dispersa no meio e não aderida como nos filtros. Esta
biomassa, ao crescer, forma pequenos grânulos, que por sua
vez, tendem a servir de meio suporte para outras bactérias. O
fluxo do líquido é ascendente e são formados gases – metano
e gás carbônico, resultantes do processo de fermentação
anaeróbia.
Sistema de Esgotos Sanitários -
Níveis do Tratamento
Tratamento Secundário: Remove a matéria orgânica e os
sólidos em suspensão. Ocorre através de processos
biológicos, utilizando reações bioquímicas, através de
microorganismos
–
bactérias
aeróbias,
facultativas,
protozoários e fungos.
 No processo aeróbio os microorganismos presentes nos
esgotos se alimentam da matéria orgânica ali também
presente, convertendo-a em gás carbônico, água e material
celular. Esta decomposição biológica do material orgânico
requer a presença de oxigênio e outras condições ambientais
adequadas como temperatura, pH, tempo de contato etc.
Sistema de Esgotos Sanitários -
Níveis do Tratamento
Tipos mais comuns de tratamento secundário:
 Lagoas de estabilização (ou lagoas de oxidação)
e suas variantes: São lagoas construídas de forma simples, onde
os esgotos entram em uma extremidade e saem na oposta. A
matéria orgânica, na forma de sólidos em suspensão, fica no
fundo da lagoa, formando um lodo que vai aos poucos sendo
estabilizado. O processo se baseia nos princípios da
respiração e da fotossíntese: As algas existentes no esgoto, na
presença de luz, produzem oxigênio que é liberado através da
fotossíntese. Esse oxigênio dissolvido (OD) é utilizado pelas
bactérias aeróbias (respiração) para se alimentarem da matéria
orgânica em suspensão e dissolvida presente no esgoto. O
resultado é a produção de sais minerais – alimento das algas e de gás carbônico (CO ).
Sistema de Esgotos Sanitários -
Níveis do Tratamento


Lodos ativados e suas variantes: É composto, essencialmente,
por um tanque de aeração (reator biológico), um tanque de
decantação (decantador secundário) e uma bomba de
recirculação do lodo. O princípio do sistema é a recirculação do
lodo do fundo de uma unidade de decantação para uma de
aeração. Em decorrência da recirculação contínua de lodo do
decantador e da adição contínua da matéria orgânica, ocorre o
aumento da biomassa de bactérias, cujo excesso é descartado
periodicamente.
· Tratamento aeróbio com biofilme: Os esgotos são aplicados
sobre um leito de material grosseiro, como pedras e ripas ou
material plástico, e percola em direção a drenos no fundo. Este
fluxo do esgoto permite o crescimento de bactérias na
superfície do leito, formando uma película de microorganismos.
O ar circula nos espaços vazios entre as pedras ou ripas,
Sistema de Esgotos Sanitários -
Níveis do Tratamento
fornecendo oxigênio para os microorganismos decomporem a
matéria orgânica.

Tratamento Terciário: Remove poluentes específicos
(micronutrientes e patogênicos), além de outros poluentes não
retidos nos tratamentos primário e secundário. Este tratamento
é utilizado quando se deseja obter um tratamento de qualidade
superior para os esgotos. Neste tratamento removem-se
compostos como nitrogênio e fósforo, além da remoção
completa da matéria orgânica. Ocorre através de processos
por radiação ultravioleta, químicos e outros.
Sistema de Esgotos Sanitários -
Níveis do Tratamento
Tratamento do lodo
Todos os processos de tratamento de esgoto resultam em
subprodutos: o material gradeado, areia, escuma, lodo primário
e lodo secundário, que devem ser tratados para serem
lançados no meio ambiente.
O lodo estabilizado vai para disposição em aterros sanitários ou
aplicando como fertilizante na agricultura, após tratamento
adequado.
O lodo não estabilizado precisa ser adequado por: Adensamento,
para remoção da umidade; Estabilização para remoção da
matéria orgânica; Condicionamento para preparar para a
desidratação; Desidratação para remover a umidade com
redução do volume, em leitos de secagem, lagoas de lodo e
equipamentos mecânicos; Disposição (aterros sanitários, solo
etc).
Sistema de Esgotos Sanitários
Sistema de Esgotos Sanitários




COAGULAÇÃO –
A coagulação, processo pelo qual as partículas da
matriz fluida são desestabilizadas, visa permitir o
encontro e aglutinação dessas partículas - formação
de flocos.
Eletrostática: as partículas possuem superfície
carregada eletricamente-situação mais comum;
Estérica: as partículas encontram-se adsorvidas na
superfície de polímeros que as fazem repelir em
função da ocorrência de cargas iguais
Eletroestérica: a adsorsão específica de moléculas
com grupos ionizáveis ou polieletrólitos na superfície
das partículas fazem os íons provenientes da
dissociação desses grupos ionizáveis somarem uma
barreira eletrostática ao efeito estérico.
COAGULAÇÃO – ELETROSTÁTICA, ESTÉRICA E
ELETROESTÉRICA
COAGULAÇÃO
 Comportamento
químico em meio
aquoso dos coagulantes mais
utilizados no processo de
tratamento de água
 Sais de alumínio (Sulfato de
alumínio)
 Sais de Ferro (Cloreto férrico e
sulfato férrico)
COAGULAÇÃO
 Mecanismos de desestabilização de
partículas coloidais
 Compressão
da Dupla Camada
 Adsorção neutralização
 Varredura
 Ponte interparticular
 Exercício – Dimensionamento de
Calhas Parshall
TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS
DE ABASTECIMENTO
Manancial
Coagulação
Floculação
Sedimentação
Polímero
Correção de pH
Alcalinizante
Água Final
Fluoretação
Desinfecção
Agente oxidante
Filtração
COAGULAÇÃO
COAGULAÇÃO
DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE
PARTÍCULAS EM ÁGUAS
NATURAIS
Partículas 10-3
dissolvidas m
 Cor real
 SDT
 Compostos
dissolvidos
Partículas
coloidais
0,45 m
1
m
Partículas em
suspensão
 Turbidez
 Cor aparente
 SST
ESPECTRO DE DIÂMETROS DE
PARTÍCULAS
DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE
PARTÍCULAS EM ÁGUAS
NATURAIS
Partículas 10-3
dissolvidas m
 Processos de
membrana
 Osmose
Reversa
 Nanofiltração
Partículas
coloidais
1
m
Partículas em
suspensão
 Tratamento convencional e suas
variantes
 Filtração em linha
 Filtração direta
 Filtração lenta
COAGULAÇÃO
SISTEMAS COLOIDAIS
COAGULAÇÃO
 Definição:
Operação unitária
responsável pela desestabilização
das partículas coloidais em um
sistema aquoso, preparando-as
para a sua remoção nas etapas
subseqüentes do processo de
tratamento.
Freqüência relativa
COAGULAÇÃO
Água bruta
Água coagulada
Diâmetro das partículas
SISTEMAS COLOIDAIS
 Colóides
liofóbicos: São aqueles
que formam um sistema
heterogêneo com o solvente
(Sistema Bifásico). Desta forma,
distingue-se uma fase contínua
(solvente) e uma fase dispersa
(colóides). Uma vez que predomina
um sistema bifásico, pode-se
definir uma área de interface.
SISTEMAS COLOIDAIS
 Colóides
liofílicos: São aqueles
que formam um sistema
homogêneo com o solvente
(Sistema Unifásico). Desta forma,
distingue-se uma única fase
contínua tendo o solvente e o
sistema coloidal como soluto.
ESTABILIDADE DE SISTEMAS
COLOIDAIS
Quando a fase contínua é a
água, os sistemas coloidais são
denominados hidrofóbicos e
hidrofílicos.
ESTABILIDADE DE SISTEMAS
COLOIDAIS
Sistemas coloidais
hidrofóbicos: São sistemas
instáveis, pois as interações
com o solvente são pequenas.
ESTABILIDADE DE SISTEMAS
COLOIDAIS
Sistemas coloidais hidrofílicos:
São sistemas estáveis, as
interações com o solvente são
tais que previnem o sistema
contra alterações em sua
“estrutura global”.
CARACTERÍSTICAS DOS
SISTEMAS COLOIDAIS



Movimento Browniano: Bombardeamento
pelas moléculas de água.
Efeito Tyndall: Propriedade de dispersar a
luz. A quantificação desta propriedade de um
sistema coloidal é denominada nefelometria
– NTU – Nefelometric Turbidity Unit.
Comportamento Elétrico: Existência de
cargas negativas e positivas na superfície do
colóide (Eletroforese).
TEORIA DA DUPLA CAMADA
Camada difusa
Camada rígida
-
-
-
+
+
Meio Aquoso +
++ +++
+
+
++
++
-+ +
+
+
- +
Partícula
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+ - - - - - - - ++
++
N+
+ + ++ +
Cargas
+
+
+
N-
-- - - - -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
TEORIA DA DUPLA CAMADA
ESTABILIDADE COLOIDAL
TEORIA DA DUPLA CAMADA
ESTABILIDADE COLOIDAL
TEORIA DA DUPLA CAMADA
ESTABILIDADE COLOIDAL
ESTABILIDADE COLOIDAL
O PROCESSO DE COAGULAÇÃO
Mecanismos de
desestabilização de partículas
coloidais
 Compressão da dupla camada
 Adsorção-neutralização
 Varredura
 Ponte interparticular
COAGULANTES EMPREGADOS
EM ENGENHARIA AMBIENTAL
 Sulfato
de alumínio (sólido ou
líquido)
 Cloreto férrico (líquido)
 Sulfato férrico (líquido)
 Cloreto de polialumínio (sólido ou
líquido)
 Coagulantes orgânicos catiônicos
(sólido ou líquido)
DOSAGENS DE COAGULANTE
USUALMENTE EMPREGADOS NO
TRATAMENTO DE ÁGUAS DE
ABASTECIMENTO
 Sulfato
de alumínio (5 mg/l a 100
mg/l)
 Cloreto férrico (5 mg/l a 70 mg/l)
 Sulfato férrico (8 mg/l a 80 mg/l)
 Coagulantes orgânicos catiônicos (1
mg/l a 4 mg/l)
SULFATO DE ALUMÍNIO
ADQUIRIDO NA FORMA SÓLIDA
 Dosagens
de coagulante: (5 mg/l a
100 mg/l)
 Produto adquirido na forma sólida
 Sacos com 25 kg e 40 kg de
capacidade
 Pureza: 90% a 95%
 Massa Específica Aparente: 700 a
800 kg/m3
SULFATO DE ALUMÍNIO
ADQUIRIDO NA FORMA SÓLIDA
SULFATO DE ALUMÍNIO ADQUIRIDO
NA FORMA SÓLIDA
SULFATO DE ALUMÍNIO ADQUIRIDO
NA FORMA LÍQUIDA
 Dosagens
de coagulante: (5 mg/l a
100 mg/l)
 Produto adquirido na forma líquida
 Caminhão tanque
 Pureza: 50 %
 Massa Específica: 1.300 kg/m3
SULFATO DE ALUMÍNIO ADQUIRIDO
NA FORMA LIQUIDA
SULFATO DE ALUMÍNIO ADQUIRIDO
NA FORMA LIQUIDA
SULFATO FÉRRICO ADQUIRIDO NA
FORMA LÍQUIDA
 Dosagens
de coagulante: (8 mg/l a 80
mg/l)
 Produto adquirido na forma líquida
 Caminhão tanque
 Pureza: 42 %
 Massa Específica: 1.500 kg/m3
CLORETO FÉRRICO ADQUIRIDO NA
FORMA LÍQUIDA
 Dosagens
de coagulante: (5 mg/l a 70
mg/l)
 Produto adquirido na forma líquida
 Caminhão tanque
 Pureza: 35 %
 Massa Específica: 1.400 kg/m3
CLORETO E SULFATO FÉRRICO
ADQUIRIDO NA FORMA LIQUIDA
CLORETO E SULFATO FÉRRICO
ADQUIRIDO NA FORMA LIQUIDA
CLORETO E SULFATO FÉRRICO
ADQUIRIDO NA FORMA LIQUIDA
CLORETO E SULFATO FÉRRICO
ADQUIRIDO NA FORMA LIQUIDA
CLORETO E SULFATO FÉRRICO
ADQUIRIDO NA FORMA LIQUIDA
O PROCESSO DE COAGULAÇÃO
 Compressão
Al2 (SO4 )3
Fe2 (SO4 )3
FeCl 3
da dupla camada
2. Al  3  3. SO4 2
2.Fe  3  3. SO4 2
Fe  3  3.Cl 
O PROCESSO DE COAGULAÇÃO
 Porque
a compressão da dupla
camada é incompleto no que tange à
explicação do mecanismo de
desestabilização de partículas
coloidais ?
 São desprezados os efeitos entre o
coagulante e o solvente, bem como
da partícula coloidal e o solvente
COAGULAÇÃO: REAÇÕES
QUÍMICAS
ALUMÍNIO
Al2 (SO4 )3
2. Al  3. SO4
Al  H 2O
AlOH  H
3
3
2
2

AlOH  2  H 2O
AlOH 2  H 
AlOH 2  H 2O
Al OH 3 Sólido  H 
Al OH 3 Sólido  H 2O
AlOH 4  H 
COAGULAÇÃO: REAÇÕES
QUÍMICAS
FERRO
FeCl 3
Fe  3  3.Cl 
Fe2 (SO4 )3
2.Fe  3  3. SO4 2
Fe  3  H 2O
FeOH  2  H 
FeOH  2  H 2O
FeOH 2  H 
FeOH 2  H 2O
FeOH 3 Sólido  H
FeOH 3 Sólido  H 2O
FeOH 4  H 


DIAGRAMA DE SOLUBILIDADE DO
FERRO E ALUMÍNIO EM MEIO AQUOSO
8
6
Fe Total
4
Al Total
Log (Al ou Fe)
2
0
3
4
5
6
7
8
-2
-4
-6
-8
-10
-12
pH
9
10
11
12
13