Estação de tratamento de água

1. Introdução

Estação de Tratamento de Água (ETA) é onde se realiza a purificação da água capitada para torná-la própria para o consumo, e com isso abastecer uma determinada população. A capitação da água bruta é feita em represas ou rios que possam suprir a demanda por Água da população abastecidas levando em conta o crescimento, antes que vá para o sistema de distribuição de Água através de adutoras e passa por um processo de tratamento com várias etapas.

O Processo de tratamento de Água utiliza processos físicos e químicos para que adquira as propriedades desejadas que a tornem própria para o consumo. As estações utilizam grades para reter impurezas, e em seguida a água segue para uma etapa de Floculação quando através de agentes químicos, como o sulfato de alumínio, as partículas de sujeira se aglomeram para em seguida decantam no fundo de um tanque.

Logo após a água passa por uma etapa de filtração passando através de filtros compostos por carvão, areia e cascalho. Por final, recebe aditivos químicos como a Cal que corrige a acidez da Água, o cloro que age como desinfetante e o flúor que é adicionado para reduzir o problema com cáries na população.

2. Objetivo

O objetivo deste projeto é simular uma ETA (Estação de Tratamento de água) a fim de adotar valores para dimensionar as etapas e analisar a viabilidade do tratamento escolhido levando em consideração que esta água é destinada ao abastecimento publico.

3. Definição dos Processos de Tratamento

O rio adotado depois da análise dos dados retirados de uma tabela no site da SABESP foi o Ribeirão dos Toledos , apresentando ser mais viável o seu tratamento com as condições desejáveis desse projeto.

Foi classificado como Tipo D , conseguiu-se a classificação pela comparação de dados da tabela de classificação de águas naturais para abastecimento público. A presença de DBO > 6 foi o elemento determinante que permitiu a classificação como D.

A partir desta definição seguimos com o dimensionamento de cada fase necessária para o tratamento dessa água, que são elas:

Coagulação

Seguida ou não de Decantação

Filtração em filtros rápidos

Desinfecção e correção do PH.

3.1 Mistura Rápida

Nesta fase dispersam-se produtos químicos na água a ser tratada em particular no processo de coagulação.

Atribuíram-se os seguintes valores:

- Dispersão de coagulantes em gradiente de velocidade= 700 s -¹

- Tempo de mistura= 5s

- Dispositivo Hidráulico de Mistura= Ressalto Hidráulico

- Área de secção transversal correspondente a cada jato = 200 cm²

- Velocidade da água onde os jatos ocorrem= 2 m/s

- Saída dos jatos com d= 3 mm

- Tempo de percurso entre mistura e floculador = 1 min.

3.2 Processos de separação utilizados na ETA:

3.2.1 Aeração

É o processo de tratamento pelo qual a área de contato entre a água e o ar é aumentada, de modo a facilitar o intercâmbio ou troca de gases e substâncias voláteis entre a água e o ar.

3.2.2 Coagulação e Floculação

A coagulação tem por objetivo transformar as impurezas que se encontram em suspensões finas, em estado coloidal, e algumas que se encontram dissolvidas em partículas que possam ser removidas pela decantação ou flotação e filtração.

A floculação é o processo que ocorre logo após ou simultaneamente com a coagulação e cuja característica fundamental é a formação de aglomerados gelatinosos chamados flocos, resultantes da reação entre o produto químico coagulante e as impurezas da água.

Os floculadores são compartimentos providos de agitadores lentos, que efetuam a mistura homogênea do Sulfato de Alumínio com a água e suas impurezas. Neste processo é muito importante o tempo de contato e a velocidade dos agitadores. Como o sulfato de alumínio é poroso e gelatinoso, as impurezas entram em seus poros, aumentando seu tamanho e tornando-o mais pesado que a água. Antes de chegar ao floculador é dosado cloro gás para oxidação da matéria orgânica.

Imagem1: Floculador

Dados atribuídos no projeto estudado:

- São Hidráulicos

- Tempo de detenção= 20 min.

- Gradiente de velocidade= - No 1º Compartimento: 70 s -¹

-No 2º Compartimento: 10 s -¹

- Agitação Hidráulica por meio de chicano verticais