1. 1
Tecnologia de Tratamento de
Águas
Química Industrial Inorgânica
1. Introdução
• As Quantidades e a natureza dos
constituintes presentes em águas variam,
principalmente, em função da natureza do
solo de onde são originárias, das condições
climáticas e do grau de poluição que lhes é
conferido, especialmente pelos despejos
municipais e industriais.
1. Introdução
• Esses constituintes, em geral, são sólidos
dissolvidos ionizados, gases dissolvidos,
compostos orgânicos dissolvidos,
matéria em suspensão, incluindo
microorganismos e matéria coloidal.
1. Introdução
• Testes rápidos como pH ( O a 14) são
muito usados, pois através deste se tem uma
previsão da acidez ou alcalinidade, assim
como condutividade, a qual traduz a maior
ou menor facilidade com que a corrente
elétrica atravessa uma solução, em função
do teor de eletrólitos nela dissolvidos.
1. Introdução
• Para a obtenção e o controle de uma água
industrial é importante que se conheça a
constituição da água bruta, para assim
definir o tipo de tratamento mais adequado
e as condições disponíveis.
2. Impurezas Presentes
• Para se avaliar a qualidade de uma água não
é preciso se conhecer todos os constituintes
nela presentes. As análises de uma água
natural que se destina ao uso na indústria,
bem como para fins potáveis, geralmente
apresenta as seguintes determinações:

2. 2
2. Impurezas Presentes
• Dureza total
• Alcalinidade total
• Sulfatos
• Sílica solúvel
• Cloretos
• Gás carbônico
• Oxigênio dissolvido
2. Impurezas Presentes
• Amoníaco
• Ferro
• Manganês
• Matéria em suspensão na água e matéria
coloidal
• Sólidos totais dissolvidos
⇒ Problemas e Tratamento de
Impurezas Presentes
• Ver Quadro - lâmina
3. Tratamento Químico para
Estações de Tratamento de Água
• Processo de tratamento de água potável –
FLUXOGRAMA (anotações caderno)
3.1 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.
3.1 Neutralização
• 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.

3. 3
3.2 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.
3.2 Coagulação
• Coagulantes/floculantes utilizados: →
Anotações Caderno
3.3 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.
3.4 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.
3.4 Sedimentação
• 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.
Diâmetro da Partícula Velocidade de sedimentação (cm/s) a 15º C
(mm) Densidade : 2 g/cm3 Densidade : 1.02 g/cm3
0,1 0,478 0,00957
0,05 0,1195 0,002392
0,01 0,00478 0,0000957
0,005 0,001195 0,00002392
0,001 (1µm) 0,0000478 0,000000957

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3.5 Mecanismos de Coagulação
• Ver lâmina
4 Qualidade da Água para Fins
Industriais
• A importância industrial da água se
caracteriza por uma diversificada aplicação
em processos como: geração de vapor,
resfriamento, transporte e processamento de
produtos, matéria prima em muitos
processos, veículo para despejo de efluentes.
• Qualidade da água depende da
finalidade a qual
se destina.
4 Qualidade da Água para Fins
Industriais
4.1 Água para produção de vapor
Caldeiras:
Baixa Pressão Abrandamento e
clarificação (quando houver baixas
concentrações de sólidos dissolvidos).
Média e Alta pressão Desmineralizalção,
desaeração e acondicionamento (pH–PO4
-3).
5 Sistemas de Produção de Vapor
• Produção de vapor sem nenhuma
recuperação
• Produção de vapor com recuperação
parcial ou total (65% a 95%)
• Produção de vapor com recuperação
total

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Caldeira
Deaerador
Desmineralização
Processo
Industrial
Condensador
Turbina
Água de compensação
Água Bruta
Clarificação
Sedimentação
Filtração
Abrandamento
evaporador
deaerador
Caldeira
Filtro de carvão
ativado
catiônica
Aniônica
Na3PO4
NaH2PO4
Na2HPO4
Na3PO4
NaOH
Tratamento de água para
produção de vapor
RESINAS
6 Tratamento de Água para Uso
em Caldeiras
• O condicionamento das águas para
caldeiras pode ser feito por tratamento
externo, interno ou em combinação,
com a finalidade de proteger a caldeira,
permitindo uma vida útil mais
prolongada e maior eficiência na
produção de vapor.
Tratamento Externo
• Clarificação
• Desmineralização
• Desaeração
Tratamento Interno
• Redutor de Dureza
• Álcali
• Coagulante
• Redutor de oxigênio
• Neutralizador da acidez do vapor
• Anti-espumante
• Emulgante para óleos
• Aditivo para Fragilidade Cáustica
Redutor de Dureza
• Pode ser feito por precipitação ou por
complexação.
– No tratamento por precipitação usa-se fosfatos,
e para formar uma lama não aderente adiciona-
se OH- :
2 Na3PO4 + 2 NaOH + 4 CaCO3 → Ca3(PO4)2.Ca(OH)2↓ + 4Na2CO3

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Redutor de Dureza
– No tratamento por complexação usa-se agentes
quelantes (EDTA) que forma compostos
solúveis, reduzindo a quantidade de lama
formada.
Álcali
• Pode ser usada soda ou potassa cáustica. A
adição de álcali tem por finalidade
neutralizar a acidez presente, possibilitar a
reação dos fosfatos com a dureza e
precipitar o magnésio na forma de
Mg(OH)2.
Coagulante
• São os taninos, alginatos,
carboximetilcelulose, amido, lignina e
outros
• Devem manter a lama de forma fluida e
evitar que a mesma permaneça em locais
onde a velocidade de circulação seja baixa.
Redutor de Oxigênio Dissolvido
• O oxigênio dissolvido é altamente
corrosivo, pois mesmo pequenas
concentrações deste gás podem causar
sérios problemas.
Redutor de Oxigênio Dissolvido
• Existem duas substâncias químicas
eficientes na redução do oxigênio
dissolvido: Sulfito de sódio e hidrazina.
Redutor de Oxigênio Dissolvido
• Sulfito de sódio
2 Na2SO3 + O2 → 2 Na2SO4
• Hidrazina
N2H4 + O2 → 2 H2O + N2

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Neutralizador de Acidez do
vapor
• O processo mais usado para combater a
corrosão por acidez causada pelo CO2 se
baseia nos usos de produtos voláteis, que,
acompanhando o vapor e se condensando
com ele, neutralizam a ação do CO2.
Neutralizador de Acidez do
vapor
• Os produtos voláteis mais utilizados são a
amônia e a ciclohexilamina, por serem
menos voláteis, oferecem maior proteção
onde há o início de condensação do vapor.
• Outro meio de prevenir a corrosão por CO2 é
a utilização de uma amina formadora de
película protetora (ex.:octadecilamina).
funciona como barreira entre o metal e o
vapor ou condensado ácidos.
Anti-Espumante
• Agentes causadores de espumas:
– matéria orgânica, sólidos dissolvidos,
alcalinidade à hidróxidos e produtos usados no
tratamento da água
• O uso de agente Anti-espumante auxilia a
reduzir o arraste pois regularizam a ebulição
de água.
• Ex.: A base de silicones ou polialquilenoglicóis
Descargas (purgas) em
Caldeira
Descargas (purgas) em
Caldeira
• As descargas servem para manter os
parâmetros padrões para água de caldeira,
pois os precipitados formados pelo
tratamento ou por transformações químicas
no interior da caldeira devem ser
expurgados para reduzir a possibilidade de
incrustações, corrosão e arraste.
Descargas (purgas) em
Caldeira
• O volume de descarga é calculado através
dos ciclos de concentração. O valor dos
ciclos de concentração é determinado pelo
teor de cloretos de uma água, pois estes
participam de qualquer reação na água de
caldeira, ou seja, não são precipitados e nem
transformados.

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Ciclo de Concentração
= cloretos na água da caldeira / cloretos na
água de alimentação
Ciclo de Concentração
% Descargas = 1/ciclos x 100
As descargas, então, são calculadas em
função dos ciclos, da seguinte maneira:
Esse valor expressa o percentual de água que
deve ser eliminado da caldeira, calculado sobre o
volume da água que entra na caldeira.