Revista de Engenharia e Tecnologia I SSN 2176-7270 V. 3, No. 2,
Ago/2011Pgina 35 Otimizao de parmetros de clarificao de gua do
sistema de tratamento de Ponta Grossa (PR) Osmar Selhorst Filho
(Universidade Estadual de Ponta Grossa) E-mail:
[email protected] Ktie Wiecheteck (Universidade
Estadual de Ponta Grossa) E-mail: [email protected] Alceu Gomes de
Andrade Filho (Universidade Estadual de Ponta Grossa) E-mail:
[email protected] Maria Magdalena Ribas Dll (Universidade Estadual
de Ponta Grossa) E-mail: [email protected] Resumo:A estao de
tratamento de gua do municpio de Ponta Grossa conta com uma
tecnologia especfica
declarificaodenominadaActiflo,tambmconhecidacomosedimentaolastreadaouclarificaocom
microareias,funcionandoemparalelocomosistemadeclarificaoconvencional.Nestetrabalhoforam
realizados ensaios de bancada em Jar test para otimizar a
concentrao dos produtos adicionados gua bruta na
clarificao,bemcomodotempodecontatodocarvoativadoemp,usadocomoauxiliarnoprocessode
clarificaoapscoagulao.Foramtestadosdoiscoagulantes,sulfatodealumnioecloretodepolialumnio
(PAC). Com os resultados, foram elaborados diagramas de coagulao
para remoo de cor aparente e turbidez.
Almdoscoagulantes,ocarvoativadoempeotempodecontatodocarvoativadoassociadoaosdois
coagulantestambmforamavaliados.Comoresultados,destacam-seasdosagensdecoagulantesmais
econmicas: para o sulfato de alumnio, a concentrao foi 20 mg/L
associada a 5 mg/L de carvo ativado em p com tempo de contato de 5
minutos e, para oPAC a concentrao foi 15 mg/L associada a 10 mg/L
de carvo
ativadoempcomtempodecontatode15minutos.Apesardeosulfatodealumniotermenorcustocom
relaoaoPACemelhorresultadoderemoodecoraparenteeturbidezemmenortempodecontato,a
companhiaresponsvelpelotratamentodeguadeveavaliaroimpactodocoagulantenolodogeradoe
vislumbrar sua utilizao ou disposio final considerando sua composio
qumica. Palavras-chave: Actiflo, clarificao com microareia,
tratamento de gua. Optimization of parameters of water
clarification of the treatment system from Ponta Grossa (PR)
Abstract: The water treatment plant of Ponta Grossa city has a
specific clarification technology called Actiflo , also known as
ballasted sedimentation or microsand clarification; both
technologies are working in parallel with
conventionalclarificationsystem.InthisworkbenchassayswereperformedinJartesttooptimizethe
concentrationofproductsaddedtotherawwaterclarification,andthecontacttimeofpowderedactivated
carbon, used as an aid in the clarification process after
coagulation. Two coagulants, aluminum sulfate and poly
aluminumchloride(PAC),wereevaluated.Withtheresults,coagulationdiagramsofapparentcolorand
turbidityremovalwereelaborated.Besidescoagulants,thepowderedactivatedcarbonanditscontacttime
associatedwithbothcoagulantswerealsoevaluated.Asresults,itcanbeassigned:thecoagulantsdosagesthe
mosteconomical:toaluminumsulfate,theconcentrationwas20mg/Lassociatedwith5mg/Lofpowdered
activated carbon and contact time of 5 minutes and, to PAC, the
concentration was 15 mg/L associated with 10
mg/Lofpowderedactivatedcarbonandcontacttimeof15minutes.Althoughthealuminumsulfatehavinga
lowercostrelativetoPACandabetterresultofapparentcolorandturbidityremovalinlesscontacttime,the
companyresponsibleforwatertreatmentshouldevaluatethecoagulantimpactinthesludgegeneratedand
discern about its use or disposal considering its chemical
composition Keywords: Actiflo, microsand clarificaton, water
treatment. 1. Introduo
Ousodaguaparaabastecimentohumanoenvolvetratamentorigorosoparaatingiros
padresdequalidadeimpostospelaslegislaeseregulamentaesvigentes.NoBrasil,os
primeirosprincpiossobrepotabilizaodeguasurgiramem1977,naPortaria56do
MinistriodaSade(LIBNIO,2005).AResoluon357doConselhoNacionaldeMeio
Ambiente (CONAMA, 2005) d diretrizes ambientais para enquadramento
dos corpos dgua
esuaclassificao.EaPortarian518doMinistriodaSade(2004)define,ospadresde
potabilidade com valores mximos permissveis para as guas de
abastecimento pblico. Revista de Engenharia e Tecnologia I SSN
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NaNBR12216/92,queregulamentaoprojetodeestaesdetratamentodegua,so
sugeridas, de acordo com a classificao do manancial, um ou outro
tipo de tecnologia mais apropriada, mas a mesma norma tambm cita em
seu contedo, frases como: na ausncia de ensaios [...] adotar [...],
admitindo adoo de resultados de pesquisas, especialmente quanto a
otimizao de sistemas de tratamento de gua.
UmadasprincipaisetapasdotratamentoacoagulaoquesegundoSantosetal(2007)
consistenoconjuntodeaesfsicasereaesqumicas,comduraodepoucossegundos,
entreocoagulante,usualmenteumsaldealumniooudeferro,aguaeasimpurezas
presentes.Apresenta-seemtrsfases:(i)formaodasespcieshidrolisadasdosalquando
disperso na gua, (ii) desestabilizao das partculas coloidais e
suspensas dispersas na massa lquida e (iii) agregao dessas
partculas para formao dos flocos.
Diversosfatoresinterferemnoprocessodecoagulao,destacando-seopHeaalcalinidade
daguabruta,anaturezadaspartculascoloidais,otamanhodaspartculaseotipoea
dosagem dos produtos qumicos aplicados. Tambm influem, em menor
grau, a concentrao
eaidadedasoluodecoagulante,atemperaturae,dependendodomecanismode
coagulaopredominante,ogradientedevelocidadeeotempodeagitaonaunidadede
mistura rpida (SANTOS et al,
2007).Osurgimentodenovastecnologiasdetratamentodeguaresultadodaevoluodo
segmentofrenteaosproblemasdequalidadeeracionalidadedegua.SegundoVuitiketal
(2010)omunicpiodePontaGrossa,Paran,adotouem2009duasdiferentessoluesem
tratamentodegua,quecontacomduasestaesdecaptao,sendoumadelasemlago
represado, onde afloramentos algais sazonais provocavam em queda
substancial da qualidade
daguaafluenteestaodetratamento,dificultandosobremaneiraaoperaodesta.Uma
das tecnologias empregadas no municpio o tratamento em ciclo
completo, ou convencional. No entanto, essa tecnologia no vinha
apresentando resultados satisfatrios frente demanda
domunicpio.Apresenaexcessivadealgasimplicavaemmaiorescustosnoprocessode
tratamento,umavezqueascarreirasdefiltraoerammaiscurtase,conseqentemente,
maioresvolumesdeguaparaaslavagensdosfiltroseramnecessrios.Comopropsitode
minimizarcustosnotratamentoeproduzirguatratadaemmaiorescalaedemelhor
qualidade,optou-sepeloprocessodeclarificaoestabilizadacommicroareiacomo
alternativaremoodealgas.Atecnologiaempregada,denominadaActiflo,depatente
francesa, cujos direitos so detidos pela empresa Veolia Water.No
trabalho de Viutik et a.l (2010), os processos de tratamento
convencional e Actiflo so descritos de forma detalhada.
Constitudoporumaunidadedeclarificaodeguacompacta,osistemaActiflodesta
estao de tratamento de gua (ETA) consegue tratar at 750 L/s, devido
em grande parte ao aumento da velocidade de sedimentao provocado
pela adio de microareia no processo.
Outroprodutoquepodeserusadocomoauxiliarnaclarificaoapsacoagulaocom
produtos qumicos, o carvo ativado em p (CAP) que um material
quimicamente inativo,
leve,poroso,equeaocontrriodaformagranular,oCAPcontmmuitasmicrofissurase
pequenareasuperficial.Essasmicrofissurassocapazesdeadsorvermolculasnomeio
slido/lquido,queocaracterizamcomoelementofundamentalnaremoodeodoregosto,
mutagenicidade, toxidade, e inclusive cianobactrias em geral
(FALEIROS, 2008).
Libnio(2005)sugeriuqueseextrapolasseasfaixasdeconcentraodeaditivosqueso
geralmenteutilizadosnumaETA,demodoqueamesmajamaisfiquepresaumanica
dosagem associada a um nico pH de coagulao, e sim, esteja dentro de
uma zona tima de utilizao especfica. Revista de Engenharia e
Tecnologia I SSN 2176-7270 V. 3, No. 2, Ago/2011Pgina 37
Nestembito,aotimizaodaquantidadedeprodutosadicionadosaosprocessos,suas
possveis interferncias e efeitos na clarificao de gua convencional
e Actiflo na ETA de
PontaGrossa,Paran,torna-seumaferramentaimportantenaviabilizaodosistemaena
tomada de deciso no tratamento de gua. 2. Objetivos
Oobjetivoprincipaldotrabalhofoiotimizaradosagemdosagentescoagulantesusadosno
tratamento da ETA de Ponta Grossa. Os objetivos especficos foram:
otimizar os parmetros
decoagulao/floculaoemJartest,variando-seasdosagensdoscoagulantessulfatode
alumnio e cloreto de polialumnio; otimizar a dosagem de carvo
ativado em p e seu tempo
decontatocomaguacoaguladacomosdoisprodutos;verificaraqualidadequantoaopH,
coraparenteeturbidezdaguadecantadaparaosparmetrosotimizadose;construir
diagramas de coagulao com os resultados obtidos. 3. Metodologia
Osensaiosforamrealizadosemmaiode2010naEstaodeTratamentodeguaAlagados
da Unidade Regional de Ponta Grossa da Companhia de Saneamento do
Paran (SANEPAR). gua bruta: A ETA alimentada com gua de dois
mananciais, parte da Represa Alagados e parte do Rio Pitangui.
Segundo Viutik et al. (2010) 40% da demanda de gua da cidade vem
dacaptaonaRepresaAlagados,formadacomabarragemdoRioPitangui,e60%no
prprioRioPitangui,ajusantedarepresa.Ascaractersticasfsico-qumicasebiolgicasda
gua resultante da mistura e usada neste trabalho, afluente da calha
Parshall, est apresentada na Tabela 1. A coleta da gua foi feita
antes da adio de qualquer produto qumico, em uma
caixadguadefibradevidro,resultandoemumvolumedeamostradeaproximadamente
2000 L. Tabela 1 Caractersticas fsico-qumicas e biolgicasda gua
bruta coletada em 17/05/2010.
ParmetroValorUnidadeParmetroValorUnidade pH7,9Surfactantes