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1. INTRODUÇÃO
Nos centros urbanos a necessidade de infra-estrutura adequada para o funcionamento da sociedade de forma satisfatória é necessário a instalação de serviços básicos como a implantação da rede de distribuição de energia elétrica, rede de distribuição de água entre outros serviços como estradas etc. No que diz respeito à distribuição de água tratada de forma adequada existem necessidades muito evidentes do uso de tecnologias mais avançadas visando aumentar a qualidade da água como também melhorar a qualidade de vida dos consumidores. Para que se obtenha o sucesso dessa qualidade da água, é necessário que haja o trabalho técnico e adequado nas atividades referentes ao tratamento da água. A Companhia de Águas e Esgotos do Estado de Rondônia - CAERD, no município de Colorado do Oeste , Rondônia, vem desempenhado um papel muito importante no tratamento e distribuição de água, principalmente no que se refere à melhoria da qualidade da água como também nos avanços em relação à distribuição de forma controlada, evitando, assim, o desperdício, sendo o maior problema em relação aos gastos desnecessários que poderiam ser economizados com o controle da aplicação dos produtos químicos e com energia elétrica. A empresa desempenha um papel social muito importante, pois a distribuição de água corresponde a um serviço essencial à população da cidade.
2-DESENVOLVIMENTO
O estágio supervisionado realizou-se na Estação de Tratamento de Água - ETA, da Companhia de Águas e Esgotos de Rondônia no Estado de Rondônia. Durante o mesmo, foram desenvolvidas atividades em campo como: tratamento da água, monitoramento da qualidade da água, dosagem da água, coleta de água para análises laboratorial, lavagem dos filtros, lavagem dos decantadores e controle operacional para a captação e distribuição de água.
2.1. CARACTERÍSTICAS DA ETA DE COLORADO DO OESTE - RO
A estação de Tratamento de Água (ETA) de Colorado do Oeste tem como objetivo a captação e tratamento de água do Rio Sete voltas para a distribuição à população da cidade. O processo para o tratamento é feito por 4 (quatro) técnicos operadores que fazem plantões de doze (12:00) horas. A cada duas horas (2:00) são realizadas as análises da água bruta, tratada e decantada. A vazão é feita dependendo de qual bomba ou bombas estejam em funcionamento (1, 2 ou 3). É feito a leitura pH da água tratada e da água bruta (6,0 a 9,5); É feito à análise de cor da água tratada (limite máximo de 15 U.C.) É feito o teste de turbidez da água tratada e da água bruta (limite máximo para a água tratada é de 5 UNT); É feito o teste residual de cloro para o controle da aplicação do mesmo (mínimo de 0, e máximo de 1,5 mg Cl/L). Durante os plantões de cada técnico é feito o relatório resumido dos seguintes itens: Controle de lavagem dos filtros (Seis filtros. 8 minutos para a lavagem de cada filtro); Paralisação do sistema; Preparo dos produtos químicos; Controle dos produtos químicos; Dosagem dos produtos químicos;
A Estação de Tratamento de Água (ETA) do Município de Colorado do Oeste tem como objetivo a captação e tratamento de água do Rio Sete voltas, para a distribuição de água potável à população da cidade. A água distribuida à população é submetida a uma série de tratamentos apropriados que reduz a concentração de poluentes até o ponto em que não apresentem riscos para a saúde humana. Cada etapa do tratamento representa um obstáculo à transmissão de infecções. A primeira etapa é a coagulação, quando a água bruta, logo ao entrar na estação de tratamento, recebe uma dosagem de sulfato de alumínio [Aℓ2(SO4)]. Este elemento faz com que as partículas de sujeira iniciem um processo de união. Segue-se a floculação, quando, em tanques de concreto, continua o processo de aglutinação das impurezas, na água em movimento. As partículas se transformam em flocos de sujeira. A água entra em outros tanques, onde ocorre a decantação. As impurezas que se aglutinaram e formaram flocos, vão se separar da água pela ação da gravidade, indo para o fundo dos tanques ou ficando presas em suas paredes. A próxima etapa é a filtração, a água passa por grandes filtros com camadas de seixos (pedra de rio) e de areia, com granulações diversas e carvão antracitoso (carvão mineral). Onde ficam retidas as impurezas que passaram pelas fases anteriores. A água neste ponto já é considerada potável, mas para maior segurança contra o risco de infecções de origem hídrica, é feito o processo de desinfecção através da cloração, para eliminar germes nocivos à saúde e garantir a qualidade da água até a torneira do consumidor. Nesse processo pode ser usado o hipoclorito de sódio, cloro gasoso ou dióxido de cloro. O passo seguinte é a fluoretação, onde é adicionado fluossilicato de sódio ou ácido fluorssilícico em dosagens adequadas. A função da fluoretação é prevenir e reduzir a incidência de cárie dentária, especialmente nos consumidores de zero a 14 anos de idade, período de formação dos dentes. No entanto esse processo não é feito na Estação de Tratamento de Água de Colorado do Oeste. A última etapa do processo de tratamento da água é a correção de pH, quando é adicionada cal hidratada ou barrilha leve (carbonato de sódio) para uma neutralização adequada à proteção da tubulação da rede e da residência dos usuários. Entre a entrada da água bruta na ETA e sua saída, já potável, decorrem cerca de 30 minutos.
2.3. PROCESSOS DO TRATAMENTO DA ÁGUA (CLARIFICAÇÃO)
NO tratamento de água, a coagulação, a floculação, a decantação, a filtração, a desinfecção a fluoretação e a correção do pH, segundo Di Bernardo e Dantas (2005), é um conjunto de procedimentos físicos e químicos que são aplicados na água para que esta fique em condições adequadas para o consumo, ou seja, para que a água se torne potável. O processo de tratamento de água elimina os tipos de contaminações, evitando a transmissão de doenças. Numa estação de tratamento de água, os processos ocorrem nas seguintes sequências: coagulação, floculação, decantação, filtração, desinfecção, fluoretação e correção de pH.
2.3.1. COAGULAÇÃO
Coagulação é um fenômeno decorrente de reações entre as substâncias que caracterizam a água e o coagulante (sulfato de alumínio). Quando o coagulante se dissolve na água o alumínio que tem cargas positivas neutraliza as cargas negativas das substâncias que estão em suspensão ou dissolvidas (argila coloidal) na água, devido a uma série de reações físico- químicas, formando o hidróxido de alumínio (coágulo), que é um precipitado insolúvel e gelatinoso. Nesta fase o coágulo é tão minúsculo que não é visível a olho nu. No tratamento em uma Estação a coagulação ocorre quando a água na sua forma natural (bruta) entra na ETA, ela recebe, nos tanques, uma determina quantidade de sulfato de alumínio.
2.3.2 FLOCULAÇÃO
A floculação é um fenômeno que ocorre após a coagulação (Costa, 1992). Os pequenos coágulos vão se aglutinando, geralmente em torno das partículas em suspensão (o que determina turbidez da água) que atuam com o núcleo de floculação, englobando materiais coloidais, matéria orgânica, bactérias e substâncias responsáveis pela cor. Esta fase caracteriza-se pela presença de flocos visíveis a olho nu. Durante a formação do floco ocorre o fenômeno de superfície (adsorção) que está intimamente relacionado com o movimento da
A quinta camada de 75 cm (setenta e cinco centímetros) de areia grossa. O fenômeno da filtração se processa em um ciclo de quatro fases: filtração mecânica (coação), adsorção, floculação e sedimentação.
2.3.4.1 FILTRAÇÃO MECÂNICA
A filtração mecânica, de acordo com Costa (1992), é responsável pela remoção de grandes flocos ou outros materiais, pois os mesmos ficam retidos sobre a areia. É também possível que partículas de menor tamanho sejam removidas ou pelo fato de ficarem aderidas às maiores ou por ficarem nos pontos de contato entre grãos de areia, neste último caso, denomina-se filtração intersticial.
2.3.4.2 ADSORÇÃO
Segundo Mendonça (1987), a adsorção é um fenômeno de contato, portanto o floco ao entrar em contato com o grão de areia adere-se a ele. Este fenômeno ocorre em vista da atração eletrostática, pois o grão de areia está carregado eletricamente em virtude do atrito da água sobre ele. Como a água continua fluindo entre os grãos, o minúsculo floco é empurrado para baixo, porém, sempre aderido ao grão de areia até atingir uma zona onde não mais sofra a influência do fluxo da água.
2.3.4.3 FLOCULAÇÃO
A floculação, quando está no estágio de filtração, para Azevedo Neto (1970), é um fenômeno que ocorre em conseqüência da sedimentação, pois outros flocos pequenos também vão sendo empurrados para a parte de baixo do grão de areia, aglutinando-se e formando flocos maiores e ficando na parte inferior do filtro.
2.3.4.4 SEDIMENTAÇÃO
A sedimentação é um fenômeno que ocorre após os flocos atingirem uma densidade capaz de desprender-se do grão de areia superior passando a ficar retido nos grão de areia imediatamente abaixo, reiniciando o ciclo de fenômenos que envolvem o processo de filtração.
2.3.5 DESINFECÇÃO
Na desinfecção é aplicado na água cloro ou ozônio para eliminar microorganismos causadores de doenças. Na Estação de Tratamento de Água – ETA de Colorado do Oeste a desinfecção é feita com a aplicação de cloro, que tem, também, o papel fundamental de melhorar a qualidade da água. O residual mínimo e máximo permitido para o cloro é na faixa de 0,5 mg Cl/L a 1,5 mg Cl/L. O cloro tem, também, o papel de equilibrar ou melhorar o pH, quando a aplicação de sulfato de alumínio for elevada, devido o período chuvoso, o que requer a aplicação maior na quantidade de sulfato de alumínio para a clarificação da água.
2.3.6 FLUORETAÇÃO
Na fluoretação é aplicado flúor na água para prevenir a formação de cárie dentária em crianças. A aplicação de flúor não é realizada pela Companhia de Águas e Esgotos de Rondônia - CAERD, segundo informações da própria companhia, no Estado de Rondônia, somente o Município de Pimenta Bueno faz a fluoretação no processo de tratamento da água.
2.3.7 CORREÇÃO DE PH
Na correção de pH é aplicada na água uma quantidade de cal hidratada ou carbonato de sódio. Esse procedimento serve para corrigir o pH da água e preservar a rede de encanamentos de distribuição.
2.4.2.1 CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA BRUTA
As características da água bruta, para fins de testes de clarificação, são obtidas através de um conjunto de exames e análises, as quais, pelos seus resultados, nos indicam a presença de determinadas substâncias contidas na água, as quais influirão significativamente na quantidade de coagulante (sulfato de alumínio) a ser adicionado (CONAMA, 1986). Para determinar as características da água devemos primeiramente determinar o pH. A seguir apresentaremos cada um dos exames e análises, bem como algumas informações úteis que nos auxiliarão na obtenção de melhores resultados nos testes de clarificação. O pH nos dá uma idéia a respeito do grau de acidez ou basicidade da água. O pH será tanto menor quanto maior for a quantidade de sulfato de alumínio adicionando a água. Durante os processos de coagulação ocorrerão reações e, em conseqüência a água ficará tanto mais limpa quanto mais adequada for à dosagem de coagulante. O pH que corresponde a melhor dosagem de coagulante convencionou-se chamar “pH ótimo de floculação” e será aquele correspondente a dosagem que apresentar, após o tratamento de clarificação, os melhores resultados. A água do Rio Sete Voltas, onde a Companhia de Águas e Esgotos de Rondônia – CAERD - faz a captação de água para o tratamento tem pH médio de 7,4 durante os períodos de estiagem, nos meses de maio a outubro, baixando para 7,2 nos períodos chuvosos, nos meses de novembro a abril.
2.4.2.2 ALCALINIDADE
A alcalinidade é indicada pela presença de substâncias básicas na água como carbonatos, bicarbonatos ou hidróxidos. Como o sulfato de alumínio apresenta características ácidas, reage com estas substâncias originando, entre outras, uma substância chamada de hidróxido de alumínio. Como a água do Rio sete voltas apresenta alcalinidade, tendo o pH médio de 7, a 7,4, logo após o processo de tratamento, geralmente, o pH da água tratada é mais baixo em relação a água bruta, pois no processo de floculação e decantação é adicionado o sulfato de alumínio [Aℓ2(SO4)], um coagulante com características ácidas.
2.4.2.3 TURBIDEZ
A turbidez é originada pela presença de partículas que estão em suspensão na água. Essas partículas são, geralmente, argilas, microorganismos, bolhas de ar, etc. A presença destas partículas tem uma aparência nebulosa, esteticamente indesejável e potencialmente perigosa, pois a desinfecção da água, principalmente a inativação de vírus, é tanto mais eficaz quanto for menor a turbidez da água. A determinação de turbidez, durante o teste de clarificação, funciona como um indicador da eficiência do tratamento, isto é, quanto melhor for o tratamento aplicado à água, menor será a turbidez residual. Podemos estabelecer as dosagens iniciais do teste de clarificação em função da turbidez e geralmente se obtém sucesso.
No rio Sete Voltas, onde é feita a captação de água para a Estação de Tratamento de Água de Colorado do Oeste – ETA a turbidez da água fica em média 4 (quatro) UNT (Unidade Nefelométrica de Turbidez). Nos períodos de estiagem, podendo chegar até 500 (quinhentos) nos períodos em que se iniciam as primeiras chuvas, se estabilizando para 200 (duzentos) quando as chuvas se estabilizam de forma constante e continuada. Percebemos que a turbidez da água bruta é fator primordial para o tratamento de clarificação da água, pois em períodos em que não há chuva, ou seja, na seca, a adição de produtos químicos como, principalmente, o sulfato de alumínio chega a ser 80% menor do que nos períodos iniciais do período chuvoso, o que altera, também, o pH e cor da água devido a vários fatores como o excesso de partículas suspensas na água, como também a de matéria orgânica. Com a adição do sulfato de alumínio o pH será alterado com a tendência de ficar cada vez mais ácido, dependendo da quantidade do sulfato de alumínio. Nas primeiras chuvas o pH pode chegar de 7,2 na água bruta para 6, depois de tratada, devido à necessidade de adicionar o sulfato de alumínio com dosagem que chaga a 150% superior, em relação aos períodos da seca. Isso ocorre porque a turbidez da água chega próximo a 500. Quanto menor for à turbidez da água, menor será a dosagem de sulfato de alumínio. (ABNT NBR 15088, 2004a).
2.5.2 SOLUÇÃO DE SULFATO DE ALUMÍNIO
Os tanques para a dissolução, geralmente tem o formato cilíndrico ou retangular, possuindo uma saída para a solução e outra para expurgo. A saída para a solução é de aproximadamente a 10 cm do fundo do tanque para evitar a retirada dos insolúveis sedimentados (borra). A altura útil da solução deve ser aproximadamente 10 cm abaixo da borda para facilitar a homogeneização. A dissolução do sulfato de alumínio é bastante rápida, quando é utilizada uma caixa de madeira com grades ou furos e agitador elétrico. A borra não deve ser expurgada a cada recarga, pois acarretaria um desperdício de produto. O momento do expurgo é indicado pela altura da lâmina de insolúveis depositados no fundo do tanque. Esta lâmina nuca deve atingir a saída que leva ao dosador de nível constante. Na ETA de Colorado do Oeste, para cada tanque de quatro mil (4.000) litros recebe 200 quilogramas de sulfato de alumínio, o que corresponde a uma dosagem de 5%, geralmente utilizada nos períodos sem chuva. Nos períodos das chuvas essa dosagem é feita com 400 quilogramas, o que corresponde a uma dosagem de 10%. Dessa forma podemos concluir que, cada saco de 40 quilogramas de sulfato de alumínio corresponde a 1% para tanques de 4.000 (quatro mil) litros.
2.5.3 SOLUÇÃO DE CLORO (HIPOCLORITO)
Os tanques para a dissolução possuem uma saída para a solução e outra para expurgo. A saída para a solução é de aproximadamente a 10 cm do fundo do tanque para evitar a retirada dos insolúveis sedimentados (borra). A altura útil da solução deve ser aproximadamente 10 cm abaixo da borda para facilitar a homogeneização. A borra não deve ser expurgada a cada recarga, pois acarretaria um desperdício de produto. O momento do expurgo é indicado pela altura da lâmina de insolúveis depositados no fundo do tanque. Esta lâmina nunca deve atingir a saída que leva ao dosador de nível constante.
Na ETA de Colorado do Oeste, para os dois (2) tanques de 3.000 (três mil) litros cada um, recebe 45 quilogramas de hipoclorito, o que corresponde a uma dosagem de 0,8%. Essa dosagem é utilizada tanto nos períodos chuvosos como na seca.
4.REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
RICHTER Carlos A., AZEVEDO NETO José M. de, “ Tratamento de Água. Tecnologia atualizada” , Editora Edgard Blücher Ltda, São Paulo – SP, 1991.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. Ecotoxicologia aquática – Toxicidade aguda – Método de ensaio com peixes. ABNT NBR 15088, 2004a.
CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Programa Bioensaios. Relatório de Atividades , São Paulo, p. 55, 1980.
IBAMA – Instituto Brasileiro do Meio Ambiente. Manual de testes para avaliação da ecotoxicidade de agentes químicos. 2 a^ Edição, Brasília, 1990.
HAMMER, M. J. “ Sistema de Abastecimento de Água e Esgoto ”. Livro Técnico e Científico, Rio de Janeiro, 1979.
COSTA, E. R. H. Estudo de Polímeros Naturais como Auxiliares de Floculação com Base no Diagrama de Coagulação do Sulfato de Alumínio. São Carlos. 1992. Dissertação de Mestrado. Escola de Engenharia de São Carlos-Universidade de São Paulo 1992.
DI BERNARDO, L., DANTAS, A. D. B. Métodos e Técnicas de Tratamento de Água , Rima Editora, 2ª edição, 2005.
AZEVEDO NETO. J. M. de. “ Tratamento de Águas Residuarias ”. Separata da Revistas DAE. São Paulo, 1975.
MENDONÇA, S. R “ Tópicos Avançados em Sistemas de Esgotos Sanitários ”- Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental. Rio de Janeiro, 1987, 259p.
CONAMA, Resolução número 20 do CONAMA, Dispõe da Classificação das águas doces, salobra e salinas do Território Nacional, Brasil, 1986.
