FENOMENOS DE TRANSPORTE

Introdução

A água é indispensável ao homem, seja como bebida ou como alimento, para a higiene ou como fonte de energia, insumo na produção ou via de transporte. Assim, é essencial promover um consumo sustentável de água, baseado no combate ao seu desperdício e na proteção dos recursos hídricos disponíveis.

Na indústria, a água é utilizada para diferentes fins. Seu uso eficiente ainda é pouco observado, mas há uma tendência de que esse quadro seja revertido, já que existem vários programas com esta finalidade em setores industriais. Estes programas de reutilização e otimização no consumo de água em processos industriais levam à diminuição da geração de efluentes e, em conjunto com melhorias nos sistemas de tratamento, podem gerar uma redução de cargas prejudiciais despejadas no meio ambiente. (Goellner, C., 2012)

Naturalmente, existem contaminantes na água, que podem ser representados principalmente por partículas, compostos inorgânicos (íons) e orgânicos (produtos de degradação e agrotóxicos), gases dissolvidos e contaminantes biológicos, como microrganismos (bactérias e fungos), e moléculas orgânicas (proteínas, enzimas). (Morgado, A., 1999)

Dentro deste contexto, as indústrias estão buscando processos menos nocivos ao meio ambiente devido à pressões governamentais e sociais. Uma possível solução encontrada para reduçãoda quantidade de água utilizada na indústria foi a criação de uma Estação de Tratamento de Água (ETA) para uso próprio, onde podem adequar a água captada, seja ela de rios e mananciais ou resíduo de seus processos produtivos, aos processos pela qual a mesma passará.

As principais etapas de uma ETA, segundo dados da SABESP, são: pré-cloração, pré-alcalinização, coagulação, floculação, sedimentação, filtração,pós-alcalinização e desinfecção.

Conforme a SABESP esclarece sobre os processos de uma ETA, temos que o processo de pré-cloração é onde o cloro é adicionado à água que chega à ETA, removendo matéria orgânica e metais. Na pré-alcalinização, o pH da água é ajustado para valores exigidos nas próximas etapas. O processo de coagulação constitui-se na adição de um coagulante à água, seguido de agitação brusca. Após isso,na floculação, há uma mistura mais lenta da água, o que promove a formação de flocos de partículas finas que estavam em suspensão e flocos que são separados logo em seguida, no processo de sedimentação. Na fase de filtração, a água passa por um filtro constituído de carvão, pedras e areia, onde são retiradas as partículas de sujeira que não foram retiradas nos processos anteriores. Depois disso, a água tem seu pH corrigido na fase de pós-alcalinização, para evitar incrustação ou corrosão nas tubulações. Por fim, ocorre a desinfeção do líquido com a adição de cloro, que mata bactérias e vírus.

Objetivos

O objetivo deste experimento consiste na utilização de alguns dos métodos de tratamento de água que fazem parte das estações de tratamento de água (ETA) utilizadas em indústrias para obter uma água o mais limpa possível, com um pH mais próximo possível de uma solução neutra (7,0).

Metodologia Experimental

Para realização do experimento, foram utilizados os seguintes equipamentos listados abaixo:

- Amostra de solo;

- Béquer;

- Espátula;

- Papel de filtro;

- Alonga;

- Kitassato;

- Funil de Buchner;

- Bomba de vácuo;

- Pedaço de tecido;

- Elástico;

- Sulfato de alumínio;

- Hidróxido de sódio;

- Garrafa PET cortada;

- Carvão;

- Areia peneirada e separada por tamanho dos grãos.

O procedimento experimental, por sua vez, seguiu o algoritmo determinado abaixo:

1 –Adição de 200 mL de água no béquer.

2 – Adição de aproximadamente 10 g de amostra de solo.

3 – Adição de 15 mL de solução de hidróxido de sódio e agitação cuidadosa com o auxílio do bastão. Após isso, mediçãodo pH com papel indicador.

4 – Em seguida, com a espátula seca, adiciona-se 3 g de sulfato de alumínio em 50 mL de água e mistura-se bem. Após diluído, acrescenta-se à mistura obtida na fase 3.

5 – Mantém-se em repouso por 20 minutos e anotam-se as observações visuais.

6 – Preparaçãoda montagem do filtro de areia. O carvão fica na base e a areia, da mais grossa para a mais fina (#35, #20, #16, #10 e #5), de baixo para cima, sob o carvão. Medição e anotaçãoda altura de cada camada.

7 – Filtraçãodo sobrenadante em kitassato com o funil de Buchner e utilização da bomba de vácuo para aceleraçãoda filtração. Recolhe-se o filtrado.

8 – Mediçãodo pH do filtrado e corrige-se para aproximadamente 7,0 com a solução de NaOH. Anota-se o valor.

9 – Adiçãodo volume de filtrado ao filtro de areia montado na etapa 6. Após a filtração, mede-se o pH novamente e faz-se o registro.

Fluxograma

Coagulação: Nesta etapa, foram adicionados 15 mL de hidróxido de sódio, para neutralizar as cargas elétricas das partículas em suspensão.

Floculação: Esta etapa promove o contato entre as partículas que foram desestabilizadas na etapa anterior, possibilitando uma a formação de flocos maiores e mais pesados.

Decantação: Tem por objetivo separar da água os flocos formados na etapa anterior. Esta separação ocorre por meio da gravidade.

Filtração: Este processo consiste na passagem da água efluente do sistema de decantação pelo meio filtrante. Com isso, as partículas ainda presentes na água vão sendo retidas.

Resultados e Discussões

Após a adição de aproximadamente 8,57g de amostra de solo (impureza) aos 200ml de água no béquer, foi obtido um valor de pH de