Qualidade da Água: Poluição, Tratamento e Sistemas de Abastecimento

Uma água é considerada poluída quando sua composição ou estado são alterados, de modo que não atende mais às condições necessárias para os usos a que se destinava em seu estado natural.

Características da Água e Qualidade

Noções de qualidade: Devido às suas propriedades como solvente e à sua capacidade de transportar partículas, a água incorpora diversas impurezas que definem sua qualidade. Estas são influenciadas por condições naturais e pela interferência antrópica.

Bacia Hidrográfica

Uma bacia hidrográfica é uma área natural delimitada pelos pontos mais altos do relevo (divisores de água). Dentro dela, a água pluvial é drenada superficialmente por um curso de água principal até sua saída, no ponto mais baixo do relevo (a foz).

Qualidade Existente vs. Qualidade Desejável

• Existente: Função das condições naturais e do uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica.
• Desejável: Função do uso previsto para a água.

Principais Usos da Água

• Abastecimento doméstico
• Abastecimento industrial
• Irrigação
• Dessedentação de animais
• Preservação da flora e fauna
• Recreação e lazer
• Criação de espécies
• Geração de energia
• Navegação
• Harmonia paisagística
• Diluição e transporte de dejetos

Ciclos Internos da Água

Os ciclos internos incluem: água bruta, água tratada, água usada (esgoto bruto), esgoto tratado, água pluvial, corpo receptor e reuso.

Requisitos de Qualidade por Uso

• Uso doméstico: Requer a satisfação de diversos critérios de qualidade.
• Uso industrial: Requer a satisfação de critérios específicos de qualidade.

Impurezas na Água

Água pura não existe! Os requisitos de potabilidade incluem ser inofensiva à saúde, agradável aos sentidos e adequada para uso domiciliar. Uma água contaminada ou poluída pode ser observada por alterações biológicas, físicas e químicas.

Recursos Hídricos no Brasil

• Cobertura (urbana): Água (96%) e saneamento (83%).
• Cobertura (rural): Água (58%) e saneamento (35%).

No Brasil, apenas 49% do esgoto produzido é coletado por rede, e somente 10% é tratado. Grandes centros urbanos despejam volumes extensos de esgoto sem tratamento em rios e mares, resultando na poluição das águas. A solução passa pela implantação de estações de tratamento de esgoto (ETE) para remover os principais poluentes.

Dados sobre Geração e Tratamento de Esgoto

Em 81 cidades brasileiras estudadas, com 72 milhões de habitantes:

• O consumo médio de água é de 129 litros/dia por habitante (150 litros/dia é o consumo médio do brasileiro).
• Cerca de 80% da água consumida transforma-se em esgoto.
• São gerados 9,3 bilhões de litros de esgoto diariamente.
• Desses, 5,9 bilhões de litros não recebem nenhum tratamento.
• Em média, apenas 36% do esgoto gerado nessas cidades recebe algum tipo de tratamento.

Parâmetros de Qualidade da Água

Os principais parâmetros incluem: Cor, Turbidez, Sabor e odor, Temperatura e Sólidos (em suas diversas frações).

Sistema de Abastecimento de Água

O sistema compreende as seguintes etapas:

• Captação: Retirada da água do manancial em quantidade suficiente para atender à demanda.
• Adução: Condução da água da captação até a comunidade abastecida.
• Tratamento: Eliminação de impurezas e/ou correção de condições impróprias.
• Reservação: Atendimento a necessidades como consumo, demandas de emergência (incêndio, imprevistos) e manutenção da pressão na rede.
• Distribuição: Condução da água por tubulações até os pontos de consumo.

Elaboração de Projetos de Estações de Tratamento de Água (ETA)

Os projetos envolvem:

• Capacidade Nominal (vazão em condições normais).
• Localização e definição da área necessária.
• Definição das Etapas de Construção.
• Levantamento Planialtimétrico e Cadastral.
• Sondagem do subsolo.
• Análise do Manancial e características da água.
• Projeto do Sistema de Captação e Adução.
• Definição dos Corpos Receptores e descarga da ETA.

Ordem do Tratamento em uma ETA

CAPTAÇÃO → COAGULAÇÃO (mistura rápida com coagulantes/alcalinizantes) → FLOCULAÇÃO → SEDIMENTAÇÃO → FILTRAÇÃO → DESINFECÇÃO → FLUORETAÇÃO → CORREÇÃO DE PH → ÁGUA FINAL.

Observação: Na captação, a mistura rápida promove a dispersão homogênea e rápida do coagulante.

Etapas de Clarificação

• Coagulação (mistura rápida).
• Floculação (floculadores).
• Sedimentação (decantadores).

Conhecer o Volume de Água a Ser Tratada

Vazão: É o volume de água por unidade de tempo (ex: l/seg). É crucial para calcular a quantidade de produtos químicos necessários para o tratamento.

Tipos de Medidores de Vazão

• Medição Direta: Mede o tempo necessário para encher um volume conhecido. Fórmula: Q = Volume / tempo, onde Volume = área x altura e Área = largura x comprimento. Portanto, Q = (largura x comprimento x altura) / tempo.
• Medidor Parshall: Utilizado para medir vazão e processar a mistura rápida de produtos químicos. Consiste em um canal aberto com dimensões padronizadas.
• Medidor Eletromagnético: Equipado com sensor.

Exercício de Vazão

Em uma determinada vazão, são necessárias 4 horas para encher um reservatório medindo 4m de altura, 12m de largura e 5m de profundidade. Qual a vazão?

Agitadores

• Mecanizados: agitador tipo turbina (fluxo axial ou radial).

Os medidores de vazão tipo"Calha Parshall" são equipamentos aplicados na medição contínua de vazão e/ou mistura rápida de coagulantes em Estações de Tratamento de Água (ETA's) e Estações de Tratamento de Efluentes (ETE's). Fabricados em resina poliéster reforçada com fibra de vidro, resistem aos efeitos corrosivos.

Processos de Tratamento Detalhados

Coagulação

O que é? Operação unitária responsável pela desestabilização das partículas coloidais em um sistema aquoso, preparando-as para remoção posterior.

Para que serve? Transforma impurezas em suspensão, em estado coloidal, e algumas dissolvidas, em partículas removíveis por decantação e filtração.

Floculação

Objetiva formar flocos, aglomerados de partículas, semelhantes a feixes fibrosos e porosos.

Decantação

O que é? Operação onde ocorre a deposição de matérias em suspensão pela ação da gravidade. Prepara a água para filtração; quanto melhor a decantação, melhor a filtração.

Como? Tornando as águas tranquilas, reduzindo a velocidade a ponto de causar a deposição das partículas em determinado tempo.

Onde? Em um tanque com fundo inclinado e dispositivos de entrada e saída de água.

Mistura Rápida

Permite a dispersão rápida e uniforme dos produtos químicos em pontos de turbulência (calha Parshall ou vertedores).

Mistura Lenta

Processo onde as partículas em equilíbrio se movimentam, atraindo-se para formar o floco. Geralmente ocorre em câmaras chamadas floculadores, que podem ser:

• Mecanizados (eixo vertical e horizontal).
• Não mecanizados (chicanas com fluxo horizontal ou vertical).