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Aula 04 - Interpretação de analises e elaboração de laudos
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  • 1. Tratamento deÁgua e Efluentes 2º. Sem./2010 Eng.Ambiental
  • 2. ProgramaI 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. InterpretaçãoConsistência 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 FísicaAdaptado: 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 ParâmetrosCaracterís- Parâmetros Água p/ abastecimentoticas Residuárias Naturais superficial subterrânea Bruta Trata Bruta Trata Bruta Trata Rio LagoQuímicos pH X X X X X X X Alcalinidade X X X Acidez X X Dureza X Ferro/Manganês X X X XObs.:(1) Durante o Cloretos X X Xtratamento Nitrogênio X X X X X X X(2) Os micro- Fósforo X X X X Xpoluentes Oxig. Dissolvido X(1) X Xdevem seranalisados os Mat. Orgânica X X X Xque possuemalguma Micropol. (inorg) X X X X X X(1) X Xjustificativa Micropol. (org.) X X X X X X(1) X X 8
  • 9. Interpretação e Laudos Principais ParâmetrosCaracterís- Parâmetros Água p/ abastecimentoticas Residuárias Naturais superficial subterrânea Bruta Trata Bruta Trata Bruta Trata Rio LagoFísicos 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 XBiológicos 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 aoNotas: 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 físicosqualidade 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 TotaisSólidos 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 TotaisSólidos 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 QualidadeOs 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 indicaa concentração de íons de metais dissolvidos naágua, como Cálcio, Magnésio, Bário, tambémchamados de íons alcalino-terrosos e outros comoFerro. Salientando ainda que as concentrações deíons de magnésio (Mg2+) e cálcio (Ca2+) sãomaiores que dos demais.
  • 17. Interpretação e Laudos Resultados de Análise O que é Dureza Temporária e Permanente ? Permanente: Dureza proveniente daconcentração de íons que não podem serremovidos fervendo a água. Ex.: cloretos, nitratos,sulfatos, etc Temporária: Dureza proveniente daconcentração de íons que são facilmenteremovidos pela ebulição da água. Ex.: carbonatose bicarbonatos
  • 18. Interpretação e Laudos Resultados de Análise Cálculo da Dureza TotalDureza total é soma da dureza de cálcio expressaem 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/Lde 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 doCaCO3, Ca2+ e Mg2+
  • 19. Interpretação e Laudos Resultados de Análise Relação Alcalinidade e DurezaA alcalinidade de bicarbonatos (e carbonatos) éequivalente à dureza temporária, sendo válido:Se alcalinidade de bicarbonatos < DT  durezatemporária ≈ alcalinidade de bicarbonatos e existedureza permanente na amostraSe alcalinidade ≥ dureza temporária  durezapermanente ≈ 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) 5Laudo 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 zeroLaudo – 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 1Parâmetros unid. valor VMPpH - 6,5  Verificar aTurbidez UNT 8,3 consistência doCor mg/L (Pt) 6Alcalinidade (bicarbonato) mg/L (CaCO3) 180 laudo de análiseAlcalinidade (carbonato) mg/L (CaCO3) 20 de água paraDureza total mg/L (CaCO3) 15 abastecimentoCálcio mg/L (Ca) 10 públicoMagnésio mg/L (Mg) 5  TecerNitrato mg/L (N-NO3) 12Nitrogênio amoniacal mg/L (N) 1,3 comentáriosCloreto mg/L 50 sobre aSulfato mg/L 20 tratabilidadeFluoreto mg/L 0,2 através de umaFerro (solúvel) mg/L 1,2 ETA do tipoSólidos dissolvidos mg/L 450 convencional.Sólidos em suspensão mg/L 200 22
  • 23. InterpretaçãoEstudo 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 ouRemovidos 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 efloculação• 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 particularesCloretos • Dessalinizaçãofluoretos • Desfluoretação (coluna de alumina ativada) Clororesidual • Carvão ativadoCianetos • Processos oxidativos (Cl, H2O2, O3)
  • 36. Interpretação e Laudos Exercício Resolvido 2Parâmetros unid. valor VMPpH - 7,5 6,0 – 9,5 (*)Turbidez UNT 3 5  Resultados deCor mg/L (Pt) 22 15 análise fisico-Alcalinidade (bicarbonato) mg/L (CaCO3) 30 - químicas em águaAlcalinidade total mg/L (CaCO3) 30 - de poçoDureza total mg/L (CaCO3) 60 500  Faça um estudoAcidez total mg/L (CaCO3) 10 - da tratabilidadeNitratos mg/L (N-NO3) 5 10 desta água paraSulfatos mg/L (SO4) 25 250 abastecimentoFluoretos mg/L (F-) 1,9 1,5(*) publico eFerro (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 floculaçãoAumenta a dificuldade de remoção nasetapas 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 dabiodegradabilidade 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 ParaguaçuManancial: 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 HojeNos Livros• Von Sperling, Marcos – Introdução a Qualidadedas Águas – Editora UFMG 3ª. Ed ( Cap. 1 –Noções de Qualidade das Águas)• Passos, Roque - Qualidade das Águas ePoluição: Aspectos Físico-Químicos – ABES (cap.16)
  • 54. Contato 54

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