UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
DECIV – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Tratamento de Água:
Desinfecção
DISCIPLINA: SANEAMENTO
PROF. CARLOS EDUARDO F MELLO
e-mail: [email protected]
Conceito
É o processo de destruição ou inativação de
organismos patogênicos (bactérias, vírus,
protozoários e vermes) em água de
abastecimento,
bem
como
de
outros
organismos indesejáveis (algas, por exemplo).
Diferença entre Desinfecção e
Cloração
Desinfecção: destruição de parte ou todo de
um grupo de organismos patogênicos
Esterilização: destruição de
organismos, patogênicos ou não.
todos
os
Teoria da Desinfecção
Mecanismo de desinfecção
 natureza do desinfetante
 tipo de organismo a inativar
 esporos e vírus: mais resistentes do que
bactérias
 agentes químicos da desinfecção: inativação
das
enzimas
do
citoplasma
dos
microrganismos
Atributos para os
Desinfectantes
 Poder
de
destruir
os
organismos
patogênicos em um tempo razoável
 Não devem ser tóxicos, nem causar gosto e
cheiro
 Disponíveis a um custo razoável
 Apresentar facilidade e segurança:
• no transporte
• armazenamento
• manuseio
• aplicação
Fatores Intervenientes na
Desinfecção
 Espécie e concentração do organismo a ser
destruído
 Espécie e concentração do desinfetante
 Tempo de contato
 Características físicas e químicas da água
 Grau de dispersão do desinfetante na água
Desinfetantes Utilizados em ETA
Agentes químicos
 Cloro
 Ozônio
Agentes físicos
 Calor
 Radiação ultravioleta
Desinfecção pelo Cloro - Cloração
Aspectos Gerais
 Produzido pela eletrólise da salmoura
2NaCl + H2O + corrente elétrica → 2NaOH + Cl2 + H2
 Poderoso bactericida
 Forte oxidante
 Na ausência de água não ataca os metais
ferrosos
Desinfecção pelo Cloro - Cloração
Aspectos Gerais
 Disponível como gás, líquido e sólido
• ponto de fusão de -102ºC
• ponto de ebulição: -34 ºC
 Cloro gasoso: 2,5 vezes mais pesado do que
o ar
 Cloro líquido: 1,5 vezes mais pesado do que a
água
Desinfecção pelo Cloro - Cloração
Aspectos Gerais
 Armazenado como
cilindros de aço
gás
liquefeito
em
 1 L de cloro líquido transforma-se em 460 L
de gás
 É barato
Desinfecção pelo Cloro - Cloração
Aspectos Gerais
 Concentrações
• 0,003 L de Cloro em 1 m3 de ar: odor
perceptível
• 0,0015 L de cloro por m3: irritação nas
mucosas
• 0,03 L/m3: causa tosse
• 1L/m3: mata instantaneamente
Propriedades Químicas
Solução aquosa
É facilmente absorvido por alguns compostos
alcalinos
1Kg de cloro combina com:
 1,10 Kg de cal hidratada comercial (95%)
2Ca(OH)2 + 2 Cl2 → Ca(OCl)2 + 2H2O
 0,83 Kg de cal virgem (95%)
2CaO + H2O + 2Cl2 → Ca(OCl)2 + CaCl2 + 2H2O
Propriedades Químicas
Solução aquosa
Poderoso oxidante
 Remoção de ácido sulfídrico
H2S + 4Cl2 + 4H2O → H2SO4 + 8HCl
 Remoção de ferro
2Fe(HCO3)2 + Cl2 + Ca(HCO3)2 → 2Fe(OH)3 +
CaCl2 + 6CO2
 Formação de clorofenol (indesejável)
C6H5OH + HClO → C6H4ClOH + H2O
Reações do Cloro com a Água
Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO
HCl ↔ H+ + ClHClO ↔ H+ + ClOCl2: cloro, gás disponível
Cloro residual livre
HClO: ácido hipocloroso
Forte desinfetante
ClO-: íon hipoclorito
Fraco desinfetante
Figura 1. Dissociação do ácido hipocloroso
A cloração deve ser efetuada a pH em função do pH e temperatura
inferior a 8,0 (Portaria 518/04)
Fonte: Netto (1991)
Reações do Cloro com a Água
A eficiência depende:
 Temperatura
 Turbidez da água
 Presença de compostos orgânicos e inorgânicos
 Microrganismos presentes
Reações do Cloro com a Água
A eficiência depende:
 Tempo de contato
 Dispersão na água (mistura)
 Concentração do cloro
 pH
Reações do Cloro com a Amônia
Cl2 + NH3 ↔ NH2Cl + HCl
Monocloramina
NH2Cl + Cl2 ↔ NHCl2 + HCl
Dicloramina
NHCl2 + Cl2 ↔ NCl3 + HCl
Tricloreto de nitrogênio
Métodos de Cloração
Cloração simples com residual livre:
 Uso mais generalizado
 Não há preocupação de satisfazer a demanda de
cloro
Exemplo:
Águas não muito poluídas: após 20 minutos de contato o
cloro residual livre entre 0,1 e 0,2 mg/L
 O tempo de contato é de 30 minutos
 Residual de cloro livre após o contato mínimo de 0,5 mg/L
 Mínimo de 0,2 mg/L em qualquer ponto da rede de distribuição e Máximo de
2,0 mg/L (Portaria 518/04)
Métodos de Cloração
Cloração com residual combinado:
 Aplicação de amônia e cloro
 Residuais mais estáveis do que o cloro livre
Vantagens do método
 Manter residual de cloro não permitindo a contaminação
posterior ao tratamento
 Impedir crescimento de ferro-bactérias e lodo com a
aplicação de cloro antes da amônia
 Água contendo fenóis: aplica-se a amônia antes do cloro,
evita a formação de sabor e odor
Métodos de Cloração
Cloração ao ‘break-point”:
 Adição de cloro em água com teor de nitrogênio
amoniacal produz uma série de reações que
dependem:
 Relação entre o cloro dosado e nitrogênio
amoniacal presentes
 pH
 Temperatura
 Tempo de reação
Desinfecção pelo Ozônio
O ozônio é uma forma alotrópica do oxigênio,
onde 3 átomos de elemento oxigênio
combinam-se formando o O3
Aspectos Gerais
 Composto instável: produzido no local
 Pouco solúvel em água
 Muito volátil
 Decompõe com rapidez
Desinfecção pelo Ozônio
Aspectos Gerais
 Redutor de odor, gosto, ferro e manganês
 Destrói fenóis, detergentes e pigmentos
coloridos
 Amplamente utilizado na Europa
Desinfecção pelo Ozônio
Vantagens
 Redução de odor, gosto e cor
 Poderoso oxidante
 Ação desinfetante para uma ampla gama de
pH
 Ação bactericida 300 a 3000 vezes mais
rápida do que a do cloro, para o mesmo
tempo de contato
 A superdosagem não acarreta perigo
Desinfecção pelo Ozônio
Desvantagens
 Não tem ação residual
 Gasto com energia elétrica de 10 a 15 vezes
maior que o gasto com cloro
Desinfecção por Radiação
Ultravioleta
Aspectos gerais
 Exposição de um filme de água (120 a 300
mm)
 Luz ultravioleta: produzida por lâmpadas de
vapores de mercúrio com bulbo de quartzo
 Também é eficiente na desinfecção de
esgotos sanitários
Desinfecção por Radiação
Ultravioleta
Vantagens
 Não se introduz material na água, portanto,
suas características físico-químicas não se
alteram
 Período de contato ou tempo de exposição
pequeno
 A superdosagem não possui efeito nocivo
Desinfecção por Radiação
Ultravioleta
Desvantagens
 Vírus são menos suscetíveis do que as
bactérias
 Não há ação residual
 Material e energia de custo elevado
 Problemas de manutenção
 Não se determina rapidamente a eficiência
do processo
Reações do Cloro com a Água