Prof. Nelson Virgilio

1. Tratamento de
Água e Efluentes
2º. Sem./2010
Eng.Ambiental

2. Programa
I UNIDADE
 Introdução – Histórico – Panorama
 Caracterização das Águas e Esgotos
 Princípios Químicos, Físicos e Biológicos do TA
 Interpretação de Análises e Elaboração de Laudos
 Considerações Projetos e Técnicas de Tratamento
 Tecnologia para Tratamento de Água
 Parâmetros de controle de qualidade de Água
 Legislação Aplicada e Padrões
2

3. Nesta Aula Veremos ...
 Interpretação de resultados de análises
físico-químicas para elaboração de
Laudos ou Pareceres de Qualidade de
Águas
 Exemplos práticos
 Questão proposta

4. Interpretação e Laudos
Introdução
 Verificar o atendimento aos padrões exigido
pelas Legislações
 Fornecer subsídios para o desenvolvimento de
laudos nos principais casos:
Estudo da consistência de resultados de
análise laboratorial;
Estudos da tratabilidade de águas para
abastecimento público e industrial e;
Estudo da biodegradabilidade de efluentes
líquidos predominantemente orgânico.

5. Interpretação
Consistência do Laudo
5

6. Interpretação e Laudos
Resultados de Análise
 A coerência entre os valores
numéricos de resultados de
análise emitidos em laudos
pode ser investigada a partir
das correlações existentes
entre seus parâmetros.

7. Interpretação e Laudos
Forma Física
Adaptado: Introdução a Qualidade das Águas e ao
Características Parâmetros Sol. Susp. Sol. Dissol. Gases Dis.
Tratamento de Esgoto: Marco Von Sperling (Vol.1)
Físicos Cor X
Turbidez X
Sabor e odor X X X
Químicos pH X X
Alcalinidade X
Acidez X X
Dureza X
Fe e Mn X X
Cloretos X
Nitrogênio e Fósforo X X
OD X
MO X X
Metais X X
Micro poluentes X
Biológicos Org. indicadores X
Algas X
Bactérias X 7

8. Interpretação e Laudos
Principais Parâmetros
Caracterís- Parâmetros Água p/ abastecimento
ticas Residuárias Naturais
superficial subterrânea
Bruta Trata Bruta Trata Bruta Trata Rio Lago
Químicos pH X X X X X X X
Alcalinidade X X X
Acidez X X
Dureza X
Ferro/Manganês X X X X
Obs.:
(1) Durante o Cloretos X X X
tratamento Nitrogênio X X X X X X X
(2) Os micro- Fósforo X X X X X
poluentes Oxig. Dissolvido X(1) X X
devem ser
analisados os Mat. Orgânica X X X X
que possuem
alguma
Micropol. (inorg) X X X X X X(1) X X
justificativa Micropol. (org.) X X X X X X(1) X X 8

9. Interpretação e Laudos
Principais Parâmetros
Caracterís- Parâmetros Água p/ abastecimento
ticas Residuárias Naturais
superficial subterrânea
Bruta Trata Bruta Trata Bruta Trata Rio Lago
Físicos Cor X X X (1) X X X
Turbidez X X X X X X
Sabor e odor X X X X
Temperatura X X X X X
Biológicos Org. indicadores X X X X X X X X
Algas X X (2) X
Bactérias X (2)
Adaptado: Introdução a Qualidade das Águas e ao
Notas: Tratamento de Esgoto: Marco Von Sperling (Vol.1)
(1) Causada por Fe e Mn
(2) Durante o tratamento, para controle do processo
9

10. Interpretação e Laudos
Parâmetros de Qualidade
 Cor;
 Turbidez;
 Sabor e odor;
 Temperatura;
 Sólidos em suas
diversas frações.
Fornecem indicações
preliminares importantes
para a caracterização da Equipamentos para realização dos
ensaios físicos
qualidade química da água
10

11. Interpretação e Laudos
Resultados de Análise
É possível ter a somatória dos parâmetros sólidos fixos e sólidos voláteis
N maior que sólidos totais?
Parâmetros Físicos
É possível ter a somatória dos parâmetros sólidos em suspensão e
N sólidos dissolvidos maior que sólidos totais?
É possível ter a somatória dos parâmetros sólidos em suspensão fixos
N e voláteis maior que sólidos em suspensão totais?
É possível ter a somatória dos parâmetros sólidos dissolvidos fixos e
N dissolvidos voláteis maior que sólidos dissolvidos totais?
É possível ter alta concentração de sólido em suspensão e turbidez
N baixa e vice-versa ?
É possível ter altas concentrações de sólidos sedimentáveis e baixas
N concentrações de sólidos em suspensão ?
É possível ter cor verdadeira elevada e baixa concentração de sólidos
N dissolvidos ?
11

12. Interpretação e Laudos
Resultados de Análise
Sólidos Totais
Sólidos em Água
S.
Sedime S. Suspensos S. Dissolvidos
ntáveis
voláteis fixos voláteis fixos
Determinados em laboratório Filtração,
evaporação e
Calculados por diferença secagem
Adaptado: Qualidade das Águas e
Poluição: Roque Passos (2006)
12

13. Interpretação e Laudos
Resultados de Análise
Sólidos Totais
Sólidos em Água
S. Totais Voláteis S. Totais Fixos
S. Susp. S. Dissol. S. Susp. S. Dissol.
voláteis voláteis fixos fixos
Determinados em laboratório Filtração,
evaporação e
Calculados por diferença secagem
Adaptado: Qualidade das Águas e
Poluição: Roque Passos (2006)
13

14. Características Água
Parâmetros de Qualidade
Os principais parâmetros químicos:
 pH;
 Acidez;
 Alcalinidade;
 Dureza;
 Fe e Mn;
 Cloretos
 Nitrogênio e Fósforo
 Oxigênio dissolvido
 Matéria Orgânica
 Micropoluentes inorgânicos.
 Micropoluentes orgânicos espectofotômetro
14

15. Interpretação e Laudos
Resultados de Análise
Ferro, Manganês e Cor: é possível ter elevadas concentrações de Fe e Mn e
N baixos valores de Cor ?
Parâmetros Químicos
pH e Acidez: Não pode existir acidez em amostras com pH > de 8,3?
S pH e Alcalinidade: Não existir alcalinidade em amostras com pH < 4,5?
Pode existir alcalinidade de bicarbonato em uma água que contenha
N alcalinidade de hidróxidos e vice-versa ?
A dureza total (expressão em CaCO3) pode ser calculada pela soma
N das concentrações dos íons de Ca e Mg expressos em mg/L ?
Alcalinidade e Dureza: A alcalinidade de bicarbonatos é proporcional à
S dureza temporária ?
DBO5 e DQO: É muito improvável que se tenha DBO5 maior que DQO da
S amostra ?
NTK (Nitrogênio Total Kjeldahl): Podemos expressar o Nitrogênio Total,
S através da somatória do N orgânico mais o N amoniacal ?
15

16. Interpretação e Laudos
Resultados de Análise
O que é Dureza da Água?
O que é dureza da água ? Propriedade que indica
a concentração de íons de metais dissolvidos na
água, como Cálcio, Magnésio, Bário, também
chamados de íons alcalino-terrosos e outros como
Ferro. Salientando ainda que as concentrações de
íons de magnésio (Mg2+) e cálcio (Ca2+) são
maiores que dos demais.

17. Interpretação e Laudos
Resultados de Análise
O que é Dureza Temporária e Permanente ?
 Permanente: Dureza proveniente da
concentração de íons que não podem ser
removidos fervendo a água. Ex.: cloretos, nitratos,
sulfatos, etc
 Temporária: Dureza proveniente da
concentração de íons que são facilmente
removidos pela ebulição da água. Ex.: carbonatos
e bicarbonatos

18. Interpretação e Laudos
Resultados de Análise
Cálculo da Dureza Total
Dureza total é soma da dureza de cálcio expressa
em mg/L de CaCO3 e da dureza de magnésio,
também expressa em mg/L de CaCO3:
Exemplo: Calcule a DT de uma água com 20 mg/L
de cálcio e 5 mg/L de magnésio:
Dureza (mg/L CaCO3) = 20.(50/20) + 5.(50/12) = 70,
Onde 50, 20 e 12 são equivalentes-gramas do
CaCO3, Ca2+ e Mg2+

19. Interpretação e Laudos
Resultados de Análise
Relação Alcalinidade e Dureza
A alcalinidade de bicarbonatos (e carbonatos) é
equivalente à dureza temporária, sendo válido:
Se alcalinidade de bicarbonatos < DT  dureza
temporária ≈ alcalinidade de bicarbonatos e existe
dureza permanente na amostra
Se alcalinidade ≥ dureza temporária  dureza
permanente ≈ zero.

20. Interpretação e Laudos
Exercício Resolvido 1
parâmetro unidade Valor
pH - 6,0
Alcalinidade (bicarbonatos) mg/L (CaCO3) 10
Alcalinidade (carbonatos) mg/L (CaCO3) 5
Laudo
Alcalinidade (hidróxidos) mg/L (CaCO3) 5
Acidez total mg/L (CaCO3) 20
Dureza Total mg/L (CaCO3) 15
Dureza permanente mg/L (CaCO3) 15
Cálcio mg/L (Ca) 10
Magnésio mg/L (Mg) 5
Quais as incoerências existentes neste Laudo ?
20

21. Interpretação e Laudos
Conclusões
A alcalinidade (de bicarbonatos e carbonatos) é proporcional à dureza
temporária, logo o valor de dureza total não pode ser igual ao valor de
dureza permanente, pois dureza temporária NÃO é igual a zero
Laudo – Exercício 1
O cálculo de DT não corresponde com os dados informados:
Dureza (mg/L CaCO3) = 10.(50/20) + 5.(50/12) = 45 e não 15 !!!
Alcalinidade de bicarbonatos não existe em águas que
contenham alcalinidade de hidróxido e vice--versa
pH = 6, OK, pode existir acidez e alcalinidade
21

22. Interpretação e Laudos
Exercício Proposto 1
Parâmetros unid. valor VMP
pH - 6,5  Verificar a
Turbidez UNT 8,3
consistência do
Cor mg/L (Pt) 6
Alcalinidade (bicarbonato) mg/L (CaCO3) 180
laudo de análise
Alcalinidade (carbonato) mg/L (CaCO3) 20
de água para
Dureza total mg/L (CaCO3) 15 abastecimento
Cálcio mg/L (Ca) 10 público
Magnésio mg/L (Mg) 5
 Tecer
Nitrato mg/L (N-NO3) 12
Nitrogênio amoniacal mg/L (N) 1,3
comentários
Cloreto mg/L 50
sobre a
Sulfato mg/L 20 tratabilidade
Fluoreto mg/L 0,2 através de uma
Ferro (solúvel) mg/L 1,2 ETA do tipo
Sólidos dissolvidos mg/L 450
convencional.
Sólidos em suspensão mg/L 200
22

23. Interpretação
Estudo da Tratabilidade –
Água Abastecimento
Público
23

24. Vídeo
24

25. Animação
 SABESP – ETA
 ETA - Portugal
25

26. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Qual o principal fator que
regula a estabilidade das
partículas na água ?

27. Características Água
Sólidos – por tamanho
Removidos por
Removidos por sedimentação
processos de simples ou
Removidos por coagulação e flotação com ar
floculação e dissolvido. Para
processos
posteriormente ... partículas + finas
especiais
complementação
com filtração
27

28. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Águas de mananciais
protegidos por ação
antrópica
 Quais as suas
características ?

29. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Características das águas naturais
 Os mananciais possuem boa
cobertura vegetal
 Decomposição de matéria
orgânica do tipo ácido húmico e
fúlvico (estado coloidal)
 É também o caso de Águas
subterrâneas com concentrações
elevadas de Fe ou Mn

30. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Como deverá ser a relação cor verdadeira e
turbidez dessas águas ?
 Como remover essas partículas ?

31. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Relação cor verdadeira e turbidez:
 A cor verdadeira esta relacionada as partículas
dissolvidas  íons e pequenas moléculas
 As partículas possuem grande estabilidade
(difícil remoção)
 As partículas possuem carga elétrica e são
praticamente desprovidas de massa
 Turbidez esta relacionada a sólidos em
suspensão

32. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Para remover estas partículas é necessário:
Otimizando os processos de coagulação e
floculação
• Ação oxidante (se cloro  monitorar THM’s
• Uso de polímeros auxiliares (para aumentar
o tamanho dos flocos)
• Aeração (menos usual  menor eficiência)

33. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Como remover os contaminantes químicos
(partículas dissolvidas) ?
Metais pesados; Pb,
Ba, Cd, Ar, Se, Cr, Zn, 1. Troca iônica
Espécie
Hg, Sb, Cu, Zn, Ni e Al, 2. Filtração por
iônica além dos metais
(cátions) membranas
alcalinos terrosos (ex.: osmose reversa)
como Ca e Mg (dureza)

34. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Como remover os contaminantes químicos
(partículas dissolvidas) ?
Principais íons; Colunas com resinas
Espécie
cloretos, fluoretos, aniônicas ou
iônica processos de filtração
sulfatos, sulfitos,
(ânions) p/ membranas
nitratos e cianetos

35. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Casos particulares
Cloretos • Dessalinização
fluoretos • Desfluoretação (coluna de alumina ativada)
Cloro
residual • Carvão ativado
Cianetos • Processos oxidativos (Cl, H2O2, O3)

36. Interpretação e Laudos
Exercício Resolvido 2
Parâmetros unid. valor VMP
pH - 7,5 6,0 – 9,5 (*)
Turbidez UNT 3 5  Resultados de
Cor mg/L (Pt) 22 15 análise fisico-
Alcalinidade (bicarbonato) mg/L (CaCO3) 30 - químicas em água
Alcalinidade total mg/L (CaCO3) 30 - de poço
Dureza total mg/L (CaCO3) 60 500  Faça um estudo
Acidez total mg/L (CaCO3) 10 - da tratabilidade
Nitratos mg/L (N-NO3) 5 10 desta água para
Sulfatos mg/L (SO4) 25 250 abastecimento
Fluoretos mg/L (F-) 1,9 1,5(*) publico e
Ferro (solúvel) mg/L (Fe) 0,8 0,3 industrial.
Sólidos dissolvidos mg/L 80 1.000
(*) valores recomendados Valores fora de especificação
36

37. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Qual a Principal dificuldade ?
 A remoção de fluoretos em excesso!
 O emprego de processos especiais de
tratamento como troca iônica ou osmose
reversa pode inviabilizar economicamente o
uso desta água
 O que fazer ?

38. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 O que fazer ?
 Como alternativa podemos recorrer a misturas
com águas de outras fontes (com baixa
concentração de fluoretos)
 Se não tiver alternativa ...
 Aplicar a técnica de desfluoretação
http://www.ambios.com.br/fluoret.htm

39. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 A fluoretação é utilizada no
Brasil para tratamento
profilático na prevenção da
cárie dentária
 Adição de flúor  0,6 a 1,4
mg/L (função Temp.)
O corpo humano necessita
de 1,3 a 1,5 mg/dia, se > 2
mg/dia “fluorose dentária”

40. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Níveis de Ferro excessivos associados a COR
Cor elevada
Sólidos Cor Remoção:
dissolvidos verdadeira
Turbidez baixa
-Processos
altos influenciada oxidativos
pelos níveis - Uso de
de Fe polieletrólitos
excessivos para melhorar a
floculação
Aumenta a dificuldade de remoção nas
etapas de coagulação/floculação

41. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Dosagem coagulante (Jar-Test)
A determinação das dosagens
ótimas dos coagulantes a
serem empregados numa ETA
é definida através do teste do
jarro, onde se monitora a
velocidade de agitação, pH,
quantidade do produto químico,
temperatura e tempo de
decantação (MACEDO, 2004).

42. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Caso seja usado o Jar-Test provavelmente a
alcalinidade natural da água 30 mg/L em
CaCO3, será suficiente para promover o efeito
de floculação por varredura (sem necessidade
de adição de alcalinizante químico como cal
hidratado – Ca(OH)2
 Relação estequiométrica entre dosagem de
coagulante e presença de alcalinidade (neste
caso)
 2:1, ou seja 60 mg/L : 30 mg/L

43. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 Na etapa de floculação de águas para abastecimento
público, a alcalinidade da água assume fundamental
importância na ocorrência do fenômeno denominado
floculação por varredura, que muitas vezes é o
mecanismo de floculação mais atuante.
 Neste processo, o coagulante reage com a alcalinidade da
água formando hidróxidos metálicos polimerizados
altamente insolúveis (de alumínio ou de ferro, dependendo
do coagulante utilizado), que arrastam partículas coloidais
em seus percursos de sedimentação.
 São previstas relações estequiométricas entre dosagem de
coagulantes e alcalinidade necessária.

44. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
Sulfato de alumínio (liq. ou sol.) 5 a 100 mg/L
Dosagem de
Cloreto férrico (sol.) 5 a 70 mg/L
Coagulante
Sulfato férrico (sol.) 8 a 80 mg/L
Coagulante orgânico catiônico (sol. 1 a 4 mg/L
ou liq.)
Cloreto de Polialumínio (sol. ou liq.) -
 O uso do sulfato de alumínio como coagulante irá aumentar o
nível de sulfato, porém não excederá o padrão de potabilidade
(250 mg/L)

45. Interpretação
Estudo da
biodegradabilidade de
Efluentes 45

46. Animação
 SABESP – ETE1
 SABESP – ETE2
46

47. Composição Simplificada dos Esgotos
Sanitários X Unidades de Tratamento
Em Descrição
média
99,9% de Água de abastecimento utilizada na remoção do
esgoto das empresas e residências
água
Sólidos grosseiros Grades
Areia Caixas de areia
0,1% de
sólidos Sólidos sedimentáveis Decantação
Sólidos dissolvidos Processos biológicos
(*) Após o tratamento, o efluente final das ETEs ainda contém certa percentagem de sólidos,
e a maior ou menor quantidade de sólidos no efluente dependerá da eficiência da ETE.
47

48. Interpretação e Laudos
Estudo da Tratabilidade
 A interpretação do Laudo para o Estudo da
biodegradabilidade de efluentes líquidos
predominantemente orgânico, será vista na II
unidade.

49. Mini Seminário
Estudo de Caso
 Artigo apresentado na I COBESA
 Avaliação da Qualidade da Água do
Reservatório de Pedra do Cavalo
 Fazer Resumo e apresentar para turma (15”).

50. Mini Seminário
Estudo de Caso

51. Mini Seminário
Estudo de Caso
MANANCIAIS QUE ABASTECE SALVADOR & REGIÃO
 Rio Paraguaçu em média 7.500 l/s
 Rio Joanes “ “ 4.100 l/s
 Rio Ipitanga “ “ 1.100 l/s
 Rio do Cobre “ “ 120 l/s
 Quantidade litros de água tratada por dia ± 11.000 l/s
ou ± 950.400.000 l/d ou 950.400 m3/d
 Também temos contribuição do Rio Jacuípe
através da Barragem de Santa Helena que manda
água para a Barragem do Joanes II
51

52. BARRAGEM DE PEDRA DO CAVALO
Rio Paraguaçu
Manancial: Rio Paraguaçu. Localização: São Felix. Ano de Construção:
1982. dimensão: 470x142m. Volume acumulável: 4,5 bilhões de m³.
Vazão Média Captada: 7.500 l/s. Destino: ETA Principal.
FONTE: EMBASA

53. Onde Estudar a Aula de Hoje
Nos Livros
• Von Sperling, Marcos – Introdução a Qualidade
das Águas – Editora UFMG 3ª. Ed ( Cap. 1 –
Noções de Qualidade das Águas)
• Passos, Roque - Qualidade das Águas e
Poluição: Aspectos Físico-Químicos – ABES (cap.
16)

54. Contato
54