As Variáveis da Água de Fábrica

Principais variáveis analisadas da água bruta e da AFA :

• Variáveis físicas:

Cor, condutividade, série de sólidos, temperatura, transparência, turbidez, presença de sólidos, condutividade elétrica.

Eles podem ser subjetivamente avaliados, através do uso dos nossos cinco sentidos. Medições quantitativas requerem instrumentos para medir com precisão a temperatura (ºC), o oxigênio dissolvido (OD) e as variáveis convencionais: pH, sólidos dissolvidos totais (SDT), condutividade eléctrica (CE) e sedimentos totais em suspensão STS). Os testes de gosto e de odor requerem tipicamente equipes de indivíduos especialmente preparados em ambientes controlados para obter resultados credíveis.

• Variáveis químicas:

Alcalinidade total, alumínio, gás carbônico livre, cloretos, dureza total, pH, fluoretos, acidez.

Durante o processo de clarificação da água alguns impactos em determinadas etapas geram na etapa subsequente. A água bruta muitas vezes possui impurezas de diversas dimensões.

 Para a retirada das mais finas são adicionados à água produtos químicos denominados coagulantes (sulfato de alumínio, cloreto ou sulfato férrico, além de polímeros), para favorecer a aglomeração destas impurezas, formando flocos maiores que são mais facilmente removidos. Esta etapa do processo exige que a água a ser tratada seja liberada de um local elevado e com grande rapidez para que sua força e velocidade favoreçam a mistura rápida do coagulante (que é liberado por gotejamento, acima da queda d'água) de forma mais homogênea possível.

A coagulação e a floculação são processos físico-químicos usados para agregarem coloides e partículas dissolvidas em flocos maiores nas quais são sedimentadas por gravidade e em seguida removida. As partículas coloidais possuem cargas elétricas que criam forças de repulsão e impedem a sua aglomeração e sedimentação. Estas cargas são neutralizada, com adição de coagulantes, a partir de então podem se formar pequenos aglomerados, com adição dos floculantes, estes aglomerados se reúnem formando flocos maiores, as formas de estabilidade das partículas e moléculas podem ser : estabilidade eletrostática e estabilidade estérica.

• Estabilidade eletrostática na água:

A maior parte das partículas e moléculas de substâncias húmicas possui superfície carregada eletricamente, usualmente negativa. Como a superfície da partícula é negativa há um acúmulo de íons positivos na região da interface formando, juntamente com a carga negativa da partícula, a Dupla Camada Elétrica, também denominada de Camada Compacta. Íons negativos aproximam-se da camada compacta e atraindo íons positivos, resultando a Camada Difusa, que engloba a primeira; na realidade, a camada difusa resulta da atração de íons positivos, repulsão eletrostática de íons negativos (com mesma carga da partícula) e difusão térmica.

A estabilidade estérica pode resultar da adsorção de polímeros na superfície das partículas coloidais. Os polímeros adsorvidos tanto podem estabilizar como desestabilizar dependendo, principalmente, da quantidade relativa de polímero e de partículas, da afinidade entre o polímero com a partícula e a água e do tipo e concentração de eletrólitos presentes.

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A floculação é a etapa em que ocorre realmente a formação e crescimento dos flocos. Para que isso aconteça, é fornecida uma velocidade inicial às águas para promover o encontro dos flocos. Após sua formação, essa velocidade é diminuída para evitar que os flocos formados sejam destruídos.

A decantação é o processo de separação das fases sólida e líquida, através da retirada dos flocos de impurezas da água. Esta etapa ocorre em grandes tanques onde a água permanece por tempo suficiente para que as impurezas cheguem ao fundo pela ação da gravidade, formando o lodo, que é composto não só das impurezas finas antes presentes na água bruta, como também de compostos químicos que foram utilizados no processo de coagulação. O lodo acumulado é retirado geralmente quando ocorrem as lavagens dos tanques, e deve ser corretamente descartado, geralmente sendo direcionado a aterros sanitários. O material sedimentado na decantação é o primeiro dos resíduos formados no processo de tratamento. Após esta etapa, a água já se encontra 90% limpa. O processo de decantação ocupa áreas relativamente grandes e utiliza grandes quantidades de produtos químicos. Por esse motivo, uma alternativa mais eficiente já vem sendo explorada, que é a flotação. Além disso, os mecanismos envolvidos na coagulação de sistemas coloidais são complexos e envolvem propriedades de superfície, potenciais elétricos, interações solvente-soluto, solvente-partículas, produtos de solubilidade, condições de mistura e de pH, entre outros.

Como os coagulantes utilizados durante o tratamento da água não são eletrólitos indiferentes, conclui-se que outros mecanismos são responsáveis pela desestabilização dos colóides (GONÇALVES, 1997). Adsorção e neutralização No mecanismo de adsorção-neutralização de cargas, os hidroxocomplexos, os cátions hidratados, e os precipitados carregados positivamente serão adsorvidos na superfície dos colóides. Este mecanismo reduz a repulsão entre as partículas, possibilitando sua coagulação e remoção por sedimentação, flotação ou filtração.

O processo de decantação, também conhecido como sedimentação, é utilizado para remoção de partículas sólidas em suspensão, sendo um dos mais comuns no tratamento da água. Consiste na utilização das forças gravitacionais para separar partículas de densidade superior a da água, depositando-as em uma superfície ou zona de armazenamento. As partículas que não são removidas na sedimentação, seja por seu pequeno tamanho ou por serem de densidade muito próxima a da água, deverão ser removidas na filtração. A etapa de sedimentação para o tratamento de águas pode ocorrer de forma contínua ou descontínua, em equipamentos chamados decantadores ou sedimentadores.

A filtração visa eliminar todas as partículas coloidais na água. É o último passo na remoção do material suspenso. Se a sedimentação, que é a fase de tratamento anterior, conseguir eliminar a maior quantidade de partículas de turbidez, a filtração será beneficiada substancialmente. E a desinfecção também será favorecida.

A desinfecção geralmente é realizada com o cloro. O cloro tem grande capacidade de oxidação de microrganismos que estão presentes na água. Essa propriedade advém das rápidas reações proporcionadas a partir da sua adição à água. Essa combinação traz a seguinte reação química: