Disciplina PHA 3540 - Aula 4 (Projeto de estações de tratamento de águas de abastecimento)

turma então dando continuidade à nossa aula outra banda homenageada Iron Maiden para quem não conhece todos conhecem Então a nossa primeira parte da aula Nossa homenagem foi ao mot foi ao motored E agora nossa homenagem é ao Iron Maiden né Talvez uma das maiores Bas bandas de rock and roll do mundo quem puder Inclusive eu acho que o Bruce dickon vai fazer um show em São Paulo vocês puderem quem tiver curiosidade vai assistir é um show solo dele que é um vocalista fora de série Iron Maiden eu tive o prazer de vir Iron Maiden nascer

na década de 70 finalzinho na década de 70 aí eles lançaram esse disco The Number of The Beast E aí estourou Como sendo uma das maiores bandas de rock uma das mais icônicas do mundo não deixem Rock and Roll morrer sempre que possível escutem o bom Iron Maiden tudo bem turma joia dúvida do que nós comentamos na aula anterior Tranquilo então o que que eu vou fazer agora eu vou tentar mostrar para vocês o que nós fazemos o processo de coagulação lembra que eu tinha a nossa água bruta Ela tá aqui mas as partículas não

se agregam porque elas têm carga negativa o que que eu vou fazer eu vou dar um jeito de trabalhar reduzir modificar a carga dessas partículas para isso eu vou adicionar o coagulante isso aqui é água minha água eu vou adicionar o coagulante e eu vou fazer a mistura rápida aí vocês vão observar Por que a mistura rápida É de fato mistura rápida eu vou abrir esse frasco E aí eu tenho dois outros menores aqui eu tenho um que é amarelinho ele é um sal de Ferro ele é o meu coagulante o sal de ferro é

um coagulante extremamente eficaz poderoso no tratamento de águas e Abastecimento Eu tenho um segundo frasquinho ele tem aqui uma base por que eu tenho uma base porque o coagulante nós vamos ver eu vou mostrar para vocês quando eu adiciono o coagulante na água ele tem caráter ácido Qual que é a tendência é fazer o PH cair e aí com a queda do PH a tendência é que o coagulante perca sua eficácia eu também vou mostrar para vocês o por que acontece isso a luz do diagrama de solubilidade Então eu preciso corrigir o PH de coagulação

dependendo da qualidade da água bruta e dependendo da dosagem do coagulante então eu vou adicionar o coagulante an e eu vou adicionar uma base e eu tenho que misturar esses dois produtos na fase líquida essa mistura tem que ser tal que me permita uma dispersão adequada do coagulante na fase líquida isso nós chamamos de mistura rápida Tá bom então o que eu vou fazer eu vou adicionar o coagulante Deixa eu guardar isso aqui antes que eu faça uma eu vou adicionar a base e aí eu vou dar um jeito de misturar esses produtos na fase

líquida isso é a mistura rápida acabou perceberam isso é a mistura rápida Quanto tempo demorou 10 segundos isso é a mistura rápida eu misturei o coagulante na fase líquida e acabou aí você vai dizer mas o ferro faz isso o alumínio faz isso como é que ele faz isso é o que a gente vai ver agora agora Observe o seguinte eu vou pedir para vocês fazerem a mesma coisa que vocês fizeram anteriormente pega o frasco só que agora vira muito lentamente muito lentamente devagarzinho façam assim ao vocês girarem lentamente o frasco o que vocês estão

fazendo agora é o processo de floculação vocês estão oferecendo condições para as partículas coloidais se chocarem umas com as outras isso é a fluca a coagulação foi o que eu fiz vocês ao mexerem as partículas o frasquinho devagarzinho vocês estão colocando as partículas em contato umas com as outras e olha como agora a distribuição granulométrica muda observem como os flocos agora estão di observa como eles estão maiores tem menos partículas mas com o tamanho físico maior O que vocês estão fazendo ao girar o frasco devagarzinho é o processo de floculação pelo amor de Deus se

alguém chegar atrasado ISO uma vez aconteceu na aula eu pedi ah passem o frasco né virem devagarzinho aí o frasco foi indo aí chegou um gaiato atrasado sentou ali no meio pegou o frasco e fez quase que eu matei o desgraçado eu perdi todo o que Ero para vocês verem vira devagarzinho O que vocês estão fazendo é o processo de floculação entenderam a coagulação é isso que eu mostrei para vocês rápido para que não fique no vazio que que eu vou fazer agora eu vou pagar a luz vou baixar a tela eu vou mostrar uns

vídeos de misturas rápidas que nós processamos que nós operamos em estações de tratamento de água aí vocês vão poder ver o que como é que isso é feito em escala real eu posso fazer de diferentes formas mas eu quero que vocês vejam para vocês entenderem que é um processo rápido por isso que é chamado de mistura rápida e aí a gente pode discutir com mais cuidado por que que o sal de alumínio Porque que o sal de ferro que são os coagulantes que nós mais empregamos no tratamento de águas e Abastecimento Por que que eles

conseguem trabalhar a carga das partículas colidis como é que eles trabalham a carga Tá bom então vamos lá achar aqui agora eu vou mostrar algumas misturas rápidas para vocês deixa eu mostrar uma muito bonita eu vou mostrar para você seis [Música] eh deixa eu ver hum é essa aqui Deixa eu tirar o som eu vou tirar o som para mostrar melhor isso que vocês estão vendo aqui é a mistura rápida naet agaraú esse vídeo tá no canal no YouTube e aí eu vou colocar o link deste vídeo neste vídeo da aula e depois Qualquer coisa

vocês podem assistir isso aqui é a chegada da água bruta na ETA Guaraú são três adutoras cada adutora tem capacidade nominal de transporte de 11 M C por segundo a vazão da eta é 33 m por segund Deixa eu voltar um pouquinho isso que vocês estão vendo aqui em cima Esse líquido que tá sendo colocado na fase líquid isso é o coagulante isso que vocês estão vendo aqui é o processo de coagulação ou mistura rápida é isso antes do coagulante água bruta depois do coagulante como é que a água chama água coagulada isso é o

processo de coagulação deixa eu colocar um pouquinho do som porque é bonito aqui na frente o que é que nós temos água coagulada e essa água coagulada vai ser enviada aos floculadores que é a nossa segunda etapa por hora o que que aconteceu mudou a distribuição granulométrica não mas eu trabalhei a carga das partículas e ao trabalhar a carga das partículas eu garanti que agora as partículas coloidais possam se agregar isso é o processo de coagulação perceberam porque a gente chama de mistura rápida Oi tá deixa eu repetir a pergunta seu nome Will willam tá

perguntando se está sendo feito adição só do coagulante e a base vamos passar o vídeo de no que acontece como aid da áu Brut atamente boa a turbidez é baixa a dosagem de coagulante é baixa em particular para essa água nesse dia então ele precisava tão somente dosar somente o coagulante não precisava fazer a correção do PH Porque o PH se mantinha numa faixa adequada para permitir que o processo de coagulação acontecesse de forma satisfatória então neste caso em particular eu só tenho adição do coagulante eu não estou fazendo adição da base Se eu precisar

adicionar a base eu adiciono aqui a jusante um pouquinho a jusante E aí eu faço o controle do PH de coagulação Se necessário tá então vocês estão vendo uma mistura rápida de uma ETA de 33 m c por segundo isso é a mistura rápida perceberam que não tem nenhuma nenhum segredo perceberam então mais uma vez esse vídeo vai estar no link na descrição deste vídeo da aula depois vocês podem assistir vou mostrar uma outra mistura rápida vou mostrar a mistura rápida desta eta eta Alto da Boa Vista essa Estação Alto da Boa Vista ela recebe

água do Guarapiranga do reservatório do Guarapiranga a vazão dessa eta é 15 m c por segundo a água bruta chega Nessa estrutura e eu tenho aqui um vertedor perfil krigger e na crista do vertedor eu adiciono o coagulante isso é a mistura rápida também devido às características da água vocês não estão observando a adição do alcalinizante por quê Porque a adição do coagulante ela é relativamente pequena a dosagem é pequena então a deflexão no PH da água coagulada é muito pequeno de tal forma que o coagulante não perde eficiência tá dentro de uma faixa adequada

Tá ótimo então vocês estão vendo aqui ação do coagulante sem a pré alcalinização porque para esta condição não é necessário Esta é uma mistura rápida de uma ETA cuja vazão é em torno de 15 m c por sego então agora o nosso segredo o nosso ponto particular é o seguinte o que que a gente quer entender como é que eu projeto essa unidade e entender como é que ela opera como é que o sal de Ferro como é que o sol de alumínio como é que ele opera essa é a nossa ideia Agora se a

gente sair daqui hoje entendendo como os coagulantes funcionam matou matou nosso objetivo tá cumprido E aí nas nossas duas próximas aulas nós vamos mostrar os o conceito envolvido no dimensionamento dessa unidade porque eu tenho que definir um critério para poder dimensioná-lo aí nós temos que definir um critério aí nós vamos definir apresentar um critério que nós chamamos de gradiente de velocidade e utilizá-lo para dimensionar esta unidade apresentar algumas diferentes ao longo do tempo diferentes tipos de misturas rápidas joia dúvidas o que que chama atenção nessa mistura rápida que eu mostrei da eta Guaraú e da

eta da Boa Vista O que é que chama atenção que que chama atenção tem alguma coisa em comum não tem que que chama atenção perceberam não nada adicionado aquela parte diver Mayara né a Mayara falou o seguinte não o que dá para perceber é que parece que o coagulante tá sendo adicionado no ponto onde a água verte e tal Na verdade tem um outro conceito o coagulante tá sendo adicionado aonde num ponto de grande turbulência hum nós vamos ter que entender esse conceito direitinho desculpa deve ser seu nome Oi Caroline Caroline Por favor fica à

vontade Ah vamos chegar lá se eu não responder você me pergunta de novo eu vou andar com algumas coisas e aí eu respondo de novo Tá bom vou mostrar para vocês uma outra mistura rápida vou mostrar a mistura rápida de uma outra eta deixa eu ver se é essa aqui não não é essa essa aqui essa eta é a Eta de Pinda monhangaba Olha a chegada da água bruta mas olha os pont de turbulência que eu tenho no escoamento chegada da água bruta um vertedor cai no canal aí eu tenho adição deste Primeiro produto químico

isso aqui é carvão ativado em pó para controle de gosto e odor e aqui na frente eu tenho a aplicação do coagulante Então olha eu tenho aplicação do coagulante aplicação do carvão ativado em pó e lá atrás a aplicação da base do meu pré alcalinizante mas o que que tá chamando atenção em todos esses pontos de aplicação de produtos químicos isso que nós estamos vendo aqui é a mistura rápida é o processo de coagulação Acabou acabou e olha só que bonito um ressalto hidráulico a gente estuda isso em hidráulica os cizos ambientais como fazem um

curso de hidráulica isso aqui olha um ressalto hidráulico escoamento torrencial escoamento fluvial passagem de um para um outro ressalto hidráulico Grande dissipação de energia Olha como a hidráulica é linda Isso é uma mistura rápida Eu Estou adicionando coagulante Estou adicionando pré alcalinizante Estou adicionando adicionalmente um produto químico adicional que é o carvão anti Bod IMP pó para controle de gosto e odor em Água de abastecimento Isso é uma mistura rápida perceberam só que agora a gente tem que entender um pouco mais a fundo como é que esse coagulante funciona como é que ele trabalha E

aí eu vou voltar de novo no frasquinho lá que eu mostrei para vocês tudo bem posso parar vídeo tá acabando Inclusive acho que deve est deixa eu colocar aqui aqui aí deixa o ponto Agora vamos entender como é que o coagulante funciona como é que ele trabalha agora é o ponto mais relevante hoje Olha só que coisa a minha água tá aqui tá certo nós flul não flamos se você observar depois que eu fluco lá eu vou deixar essa água em repouso e aí vocês observaram que as partículas não estão maiores eu não tenho agora

mais partículas um tamanho físico maior elas vão sedimentar por ação da gravidade O que que vocês fizeram ao girarem o frasco vocês flocular nós vamos deixar em repouso nós vamos deixar que as partículas sedimentem e vocês vão observar que elas estão sedimentando e rápido é isso que acontece no decantador é isso que acontece no decantador Mas se vocês observarem eu vou deixar sedimentando aqui a impressão que dá é que parece que tem mais partículas do que tinham antes parece que tem mais sólidos e de fato tem vamos discutir isso agora é o nosso ponto nevrálgico

mais uma vez Lógico que a gente a gente quer entender bem como isso aqui funciona para que a gente possa ter um bom domínio no dimensionamento dessas unidades e também pra gente entender os aspectos operacionais que são relevantes vamos falar um pouco sobre o comportamento químico do Alumínio e do ferro em meio acoso Dea pegar o giz vou deixar diz aqui vamos falar um pouco sobre o comportamento comportamento químico do Alumínio e do ferro eu vou escrever o que acontece com alumínio mas é é muito semelhante do que acontece com ferro depois eu vou colocar

a diferença Quais são os coagulantes que nós mais empregamos no tratamento de águas e Abastecimento são sais e sais de Ferro por quê por conta da sua grande disponibilidade por eles serem disponíveis eles têm custo baixo qual que é o coagulante a base de alumínio mais comum eu vou escrever como é o sulfato de alumínio eu vou escrever desta forma al2 so43 isso é sulfato de alumínio é um coagulante sal de Ferro Quais são os coagulantes à base de ferro mais comuns mais comuns cloreto férrico F3 sulfato férrico fe2 so43 não importa a forma não

importa a forma o princípio ativo é sempre o alumínio o alumínio e o ferro o ânion correspondente não tem significância no entendimento de como que o coagulante funciona vamos escrever o que acontece quando eu adiciono o sal de alumínio em água al2 so43 ele é um sal Portanto ele vai se dissociar quando ele se dissocia eu vou ter a formação de que espécie eu vou ter o alumínio mais 3 e eu vou ter o ânion correspondente sulfato aqui três e aqui dois até algum tempo atrás até a década de 60 final da década de 60

1967 68 acreditava-se que a espécie que fosse mais relevante no processo de coagulação fosse esta espécie por quê Porque lembram que na na última aula eu não falei que nós tínhamos na fase cargas as partículas tinham carga negativa então acreditava-se que pelo fato do Alumínio e do ferro serem partículas c trivalentes com grande carga positiva elas auxiliariam a reduzir aquele potencial de repulsão entre as partículas então acreditava-se que esta espécie era responsável pelo processo de coagulação Ou seja eu adiciono coagulante ele se dissocia podemos escrever a mesma coisa pro cloreto férrico fecl3 eu tenho ferro

mais 3 + 3 c- eu tenho O sulfato férrico fe2 so43 E aí de fato eu vou ter ferro mais 3 e vou ter so4 - 2 aqui é 3 e aqui é 2 A acontece turma E aí lógico né Eu tenho as espécies que aparentemente eu acho que seriam acreditava-se que eram responsáveis pelo processo de coagulação mas não termina aqui Isso é apenas uma etapa o coagulante se dissocia ótimo só que o alumínio e o ferro as reações que ele se processam na fase líquida continuam o alumínio e o ferro sofrem reações de Hidrólise

O que que significa reações de Hidrólise eu vou fazer pro alumínio Vale pro ferro esse alumínio mais 3 A L + 3 ã deixa eu ver como é que eu vou como é que eu posso escrever isso de forma ele reage com a água e aí ele forma uma espécie monomérica aonde eu tenho a l oh ele incorpora um ioh Men E aí libera um ioh mais isso aqui é típico de reações de certos metais trivalentes ele forma uma reação ele vai formando participando de reações de Hidrólise reagindo com a água incorporando um íon oh

Men e liberando Um íon h mais mas isso aqui continua esse al + 3 deixa escrever desta forma é esta espécie didático a mais 2 continua reagindo com a água formando uma outra espécie e liberando mas isso aqui essa segunda espécie o aloh 2 mais continua reagindo com a água formando uma terceira espécie e liberando ioh mais e essa espécie continua E aí ele consegue pode formar espécies com carga negativa e liberando ions h+ ou seja aqui o ponto mais relevante primeiro como esses sais de alumínio esses Sais de Ferro eles se dissociam eles permitem

a liberação permite a formação do al + 3 ferro mais 3 só que esse alumínio e esse ferro mais 3 participam de reações com a água Hidrólise liberando quem ions h+ quando existe essa liberação de íons h+ o que acontece na fase líquida o PH Cai ou seja isso aqui me justifica Por que que o coagulante tem caráter ácido Por que que o coagulante tem caracter ácido porque ele participa dessas reações de Hidrólise liberando ions h+ e fazendo com que o PH caia o PH pode cair mais ou menos depende de quem Depende das características

do coagulante Depende das dosagens do coagulante e depende da qualidade da água bruta Depende de um parâmetro que os ambientais sabem nós chamamos de alcalinidade a capacidade de uma mostra de resistir a mudança do PH mediante a adição de um ácido Então essa queda no PH depende da qualidade da água bruta e depende do coagulante e depende da sua dosagem mas isso que eu tô mostrando para vocês Qual é o ponto relevante essas reações de Hidrólise permite a formação de liberação de íons h+ por isso que o coagulante tem caráter ácido por isso que quando

eu coloquei o coagulante aqui eu coloquei uma base para acertar o PH Porque o PH é importante pra gente tá bom até aqui ficou Claro agora vamos entender o que acontece aqui vamos entender o que acontece aqui deixa eu apagar esse cantinho eu quero deixar essas equações que eu preciso posteriormente Tá certo vamos imaginar que eu tenha uma água bruta uma água bruta com muito poucas partículas coloidais muito poucas eu coloquei duas Imagine que essa partículas Vou colocar aqui o desenhinho isso aqui sejam partículas coloidais certo a carga dessas partículas é carga negativa concorda a

partícula tem carga negativa se eu quero coagular qual que é a essência eu quero mexer a carga dessas partículas coloidais de tal forma que eu consiga reduzi-las colocá-las próxima de zero qual que é a lógica se eu tenho poucas partículas coloidais Qual que é a minha lógica preciso de pouco ou muito coagulante pouco ou muito se a turbidez é baixa se a quantidade de partículas coloidais é baixa a lógica me indica que Eu Preciso De quê De pouco coagulante concorda não é pouquinho é então eu vou colocar quem pouco coagulante colocando pouco coagulante quem é

que vai aparecer vão aparecer essas espécies monoméricas que eventualmente poliméricas que T carga positiva essas espécies são solúveis não são são solúveis essas espécies eu vou colocar em Amarelo Deixa eu pegar mais um giz aqui essas espécies Elas serão formadas porque o coagulante hidrol se dissocia hidroliza formando essas espécies monoméricas poliméricas com carga positiva Então essas espécies que eu vou colocar aqui uma bolinha amarelinha são espécies solúveis com carga positiva e o que que vai acontecer estas cargas positivas elas vão absorverem na superfície da partícula coloidal E aí como essa espécie tem carga posa e

o coloide tem carga negativa ela vai auxiliando a reduzir a carga da partícula coloidal mas quem é que está fazendo isso estas espécias Vamos admitir que para que eu consiga reduzir a carga das partículas coloidais eu precise de duas bolinhas amarelas para cada partícula coloidal então o que que tá chamando atenção aqui se eu tenho poucas partículas coloidais coloco uma certa dosagem de coagulante pequena eu tenho uma bolinha amarela para cada partícula coloidal neutralizei a carga carga da partícula não que eu tenho que fazer se eu quero mais dessas espécies quem é que eu adiciono

mais quando eu adiciono mais coagulante eu vou formar esta mais duas espécies ou melhor um pouco mais de espécies monoméricas com carga positiva absorvendo na carga da partícula coloidal concordam tudo bem esse mecanismo de neutralização da carga das partículas tem nome é um mecanismo importante pra gente a gente chama do mecanismo de coagulação por Vamos colocar aqui esse mecanismo nós chamamos de adsorção neutralização eu só tenho G picado aqui na minha frente adsorção neutralização Esse é um mecanismo de desestabilização da carga das partículas coloidais nós chamamos de mecanismo de absorção neutralização por qu quem é

que está absorvendo na superfície das partículas coloidais essas espécies monoméricas formadas pela adição do coagulante que tem carga positiva nós chamamos de adsorção neutralização tudo bem jo Nenhuma Dúvida Agora imagina o seguinte vamos imaginar que agora eu tenha mais partículas ou seja a turbidez da água aumenta veja que a qualidade da água não varia no tempo então eu posso ter mais partículas eu posso ter menos partículas concordam se eu quero neutralizar se eu quero reduzir a carga das partículas coloidais quem é que eu preciso eu preciso de mais bolinhas amarelas que são essas espécies solúveis

hidrolizadas formadas mediante a a reação do alumínio com a água eu preciso de mais disso viste mas não preciso de muito 2 4 eu preciso fazer o quê para que eu possa ter mais dessas espécies eu faço o quê que eu tenho que fazer operacionalmente eu faço o quê eu tenho que aumentar quem eu tenho que colocar seu nome Oi Bruna eu tenho que botar mais coagulante Então veja só essa dosagem de coagulante ela é função da qualidade da água bruta se água bruta varia dependendo da variação tem que colocar mais ou menos coagulante então

a dinâmica do processo de coagulação a dinâmica da operação da eta qual que é se a qualidade da água bruta varia eu coloco mais ou menos coagulante porque eu preciso desestabilizar a carga dessas partículas coloidais ou seja é o processo dinâmico da operação de uma ETA Por que que é dinâmico porque mudou a qualidade da água bruta eu tenho que corrigir colocar mais ou menos coagulante mas aqui tem tem um fator interessante na hora em que eu começo a aumentar a dosagem de coagulante na hora que eu aumento a dosagem vai começar a acontecer um

fato que é relevante o alumínio e o ferro eles são insolúveis acima de uma determinada concentração ele se torna insolúvel e ele começa a precipitar na forma de a l oh3 isso aqui é um sólido isso aqui é um sólido ou seja estas espécies monoméricas e poliméricas Elas começam a dar origem a uma outra espécie que é o aloh3 que é um sólido e aonde que esse sólido vai se precipitar ele vai se precipitar vamos desenhar aqui isso aqui é o hidróxido de alumínio ele vai se precipitar na superfície ele vai se precipitar na superfície

da partícula coloidal ele vai envelopar a superfície da partícula coloidal isso que vocês estão vendo aqui é o aloh3 é o alumínio precipitado na forma de hidróxido é isso que vocês estão vendo aqui por isso que eu disse para vocês parece que tem mais sólidos lógico da onde vem esses sólidos agora vocês estão observando aqui olha aqui não clarificou não sedimentou sedimentou né mas não tem aqui no fundo alguma coisa O que que é isso aqui no fundo são aquelas partículas coloidais que eu tinha Originalmente na água bruta mais aquele alumínio que eu adicionei na

verdade aqui foi ferro mais o ferro que eu adicionei precipitando na forma de hidróxido aonde que ele precipitou na superfície da partícula coloidal e na hora em que ele precipita na superfície da partícula coloidal ele reduz a carga da partícula coloidal Agora não é mais a carga da partícula coloidal é a carga deste hidróxido de alumínio que envelopa a partícula coloidal esse mecanismo de coagulação nós chamamos de varredura nós chamamos de varredura então nós temos preferencialmente dois grandes mecanismos de coagulação nós chamamos de adsorção neutralização e chamamos esse mecanismo de varredura orora Olha o por

que isso é relevante pra gente posso apagar posso por que que isso é relevante pra gente olha só que legal lembra que nós falamos dietas do tipo convencionais de cicoc completo etas filtração direta Eta filtração em linha lembra qual é a característica de etas do tipo filtração em linha e filtração direta Qual que é a característica água tem mais ou menos partículas água bruta tem mais ou menos partículas Qual que é a característica de etas filtração direta filtração em linha não tem decant dor Então tem que ser uma água bruta com uma concentração de partículas

muito pequena concorda eu tenho que ter poucas partículas coloidais concorda se a água bruta tem poucas partículas coloidais Qual é o mecanismo de coagulação preferencial qual pode ser se a água bruta tem poucas partículas coloidais eu na verdade posso coagular pelo mecanismo de absorção neutralização aliás por que que eu tenho que em etas filtração direta filtração em linha trabalhar com esse mecanismo tem decantador não tem o quê coagulação floculação e filtro ou coagulação e filtro tem alguma separação de partículas não todas as partículas vão pro filtro Ora se porventura eu coagul no mecanismo de varredura

eu tô acrescentando mais sólidos oriundos da precipitação do alumínio na forma de hidróxido eu vou ter mais sólidos tendo que serem capturados pelo filtro isso operacionalmente é ruim porque mais sólidos vai diminuir a carreira de filtração por hora vamos entender da seguinte forma ah o filtro vai entupir eu tenho que lavar o filtro mais rápido vai entupir vai saturar então etas do tipo filtração em linha etas do tipo filtração direta o mecanismo preferencial de coagulação é por absorção neutralização perceberam etas do tipo convencionais etas convencionais de ciclo completo Qual que é a característica dietas convencionais

de ciclo completo ué são etas projetadas para trabalharem com águas com turbidez mais alta mais sólidos se eu tenho turbidez mais alta mais sólidos Qual que é o mecanismo de coagulação preferencial varredura porque eu preciso envelopar as partículas coloidais com o hidróxido de alumínio ou com o hidróxido ferro que vai envelopar as partículas então o mecanismo preferencial de coagulação é por varredura Mas não tem problema eu tô acrescentando sólidos mas lá eu tenho o decantador e essa separação vai acontecendo nos decantadores então etas convencionais preferencialmente trabalham no mecanismo de varredura ou seja as dosagens de

coagulante São altas elas são altas e o que que vai acontecer pelo fato de serem altas o coagulante vai precipitar na forma de hidróxido E aí vai envelopar as partículas coloidais Por que que a operação de etas filtração e linha filtração direta é tão sensível por que que é tão sensível a operação dessas etas embora sejam etas simples embora sejam etas simples mas mais simplificadas porque não tem decantador eu tenho a partícula coid não tenho a turbidez é baixa não é aí eu vou colocando coagulante não coloco E aí não vai formando essas espécies monoméricas

e poliméricas que me permitem a redução da carga da partícula coloidal sim aí o que acontece eu tenho aqui um amarelinho para cada partícula coloidal desestabilizei Não ainda não lembra que no Nossa nosso esqueminha eu preciso de duas bolinhas amarelas para cada partícula coloidal o que que eu tenho fazer aqui aumentar o coagulante concorda preciso colocar mais coagulante de tal forma que eu tenha duas bolinhas aqui para possibilitar que a carga da partícula coloidal fique neutra mas a operação dietas filtração direta e filtração em linha ela tem que ser muito bem feita porque se eu

colocar um pouco mais de coagulante vai acontecer o seguinte eu posso ter três bolinhas para cada partícula coloidal aí a partícula coloidal o conjunto dela né esse conjunto ao invés de ter carga negativa ou neutra ela passa a ter carga positiva isso a gente chama de reversão da carga elétrica da partícula coloidal ela passa a ter carga positiva e aí não adianta aí eu tenho positivo com Positivo eu tenho o mesmo efeito a partícula não vai se agregar percebeu então a operação dietas filtração direta filtração em linha exigindo esse mecanismo de desestabilização da carga das

partículas coloidais por absorção neutralização ele é muito sensível porque um pequeno erro na dosagem do coagulante vai fazer com que esse pequeno erro ele faz com que eu possa ao invés de zerar ou reduzir a carga da partícula coloidal eu reverta e ao reverter eu também posso perder o processo de tratamento por isso que esse tipo dieta embora simples a operação ela é altamente complexa ela Exige uma operação muito cuidadosa e aí tem uma dualidade eu tenho uma ETA simples mas que exige uma operação mais cuidadosa mas eu quero uma ETA simples para que Justamente

eu consiga operá-la de forma mais fácil e aí eu não consigo por isso que a nossa segurança no tratamento de águas de abastecimento sempre que possível inclusive olhando o futuro qualidade da água e eventuais projeções o a nossa ideia é trabalhar com do tipo convencionais de Cico completo cujo mecanismo preferencial de desestabilização da carga das partículas coloidais é por varredura Essa é a ideia tudo bem Por que que eu tenho diferença entre o sal de alumínio e o sal de Ferro qual é a diferença desses coagulantes depois eu mostro uns resultados práticos e aí a

gente eu mostro isso para vocês deixa eu apagar Hum deixa eu apagar Ficou claro a diferença entre esses dois mecanismos na grande maioria das etas em 99% das etas o nosso mecanismo preferencial de coagulação é por varredura tá aqui tá joia Ou seja eu tô forçando quem estou forçando o aparecimento deste hidróxilo vocês já ouviram falar no diagrama do solubilidade quem faz materiais metalurgia já ouviram numa coisa chamada diagrama de solubilidade bom o que que acontece deixa eu apagar aqui agora eu vou comentar um pouquinho sobre esse a diferença desses coagulantes e o que que

acontece eh eu vou fazer o seguinte como muitas vezes tem muitos pontos eh muitas vezes a gente tem dúvidas acerca de pontos que eu vou colocando aqui então por exemplo essa questão do diagrama de solubilidade eu vou apresentar eu não vou mostrar para vocês eu vou apresentar a luz daquelas equações que eu mostrei só que eu sempre produzo uma grande quantidade de vídeos que eu deixo à disposição no YouTube sobre alguns pontos que muitas vezes os alunos TM dúvidas eu produzi um vídeo sobre como a gente consegue desenhar um diagrama de solubilidade e como que

a gente interpreta eu V dear esse vídeo vou colocar o linke no no vídeo na descrição desse vídeo E aí depois se vocês puderem quem quiser tiver curiosidade procura assistir lá eu mostro como é que a gente elabora e desenha um diagrama de solubilidade eu vou colocar aqui e vou mostrar para vocês tá joi vou colocar em forma genérica o que que acontece vamos falar um pouco desse diagrama de solubilidade aí eu consigo explicar um pouquinho aquela questão do PH diagrama de S [Música] Lubi solubili dade o que que acontece Lembra as equações que eu

coloquei para vocês lembram o que que eu falei eu falei que o alumínio mais 3 ele reage com a água agora eu vou simplificar as equações isso aqui na verdade é um equilíbrio químico o que que me caracteriza todo equilíbrio químico uma constante de equilíbrio é um equilíbrio químico esse treco vai me formar esta espécie eu vou escrever de outra forma agora para facilitar do mais água me se eu errar cer escrever desta forma al L3 mais duas águas al oh2 mais verifique se eu não errei tá eu vou escrever desta forma isso aqui aloh3

sólido três águas e eu posso escrever desta forma também al oh4 menos agora carga negativa mais 4 na verdade eu apenas reescrevi as equações cada uma dessas equações tem uma constante de equilíbrio k1 K2 porque são reações de equilíbrio químico só que eu estou dizendo o seguinte eu quero desenhar um diagrama de solubilidade e para que eu possa desenhar um diagrama de solubilidade como é um diagrama de solubilidade Eu tô definindo uma espécie solvel que espécie solúvel que é essa mas se ele tem que tá solúvel e é um diagrama de solubilidade tem que ter

uma espécie insolúvel concorda Qual que é a minha espécie insolúvel é o aloh3 sólido concorda então eu tô admitindo na hora em que eu construo um diagrama de solubilidade o que que essencialmente é o diagrama de solubilidade é a concentração eu tô definindo a concentração de todas as espécies solúveis em função da existência de uma espécie insolúvel que espécie que é essa é o aloh3 o diagrama de solubilidade nada mais é do que isso aqui eu vou colocar num gráfico o PH e eu vou colocar num gráfico a máxima concentração solúvel da minha espécie o

alumínio normalmente concentração molar como é que eu desenho esse diagrama eu começo aqui isso aqui não é uma equação de equilíbrio químico É mas não tem uma fase sólida envolvida tem quando eu tenho toda a fase sólida envolvida essa constante de equilíbrio nada mais é do que é um produto de solubilidade escreve esta equação esse K3 aqui o que que é esse K3 eu vou escrever equação pra gente desenhar aqui é 3 né três águas aí é a l oh3 sólido mais 3 h+ o meu ponto de partida vai ser esse escreve essa equação de

Equilíbrio O que que é uma equação de equilíbrio químico é a concentração molar dos produtos dividido pelos reagentes Quais são os meus produtos aloh3 sólido concentração molar dividido pela concentração de h+ Ao Cubo dividido pela concentração de al + 3 e a concentração da água a terceira formalmente essas constantes de Equilíbrio Eu conheço eu conheço eu conheço essas constantes isso aqui é conhecido numa constante de equilíbrio numa constante de equilíbrio aonde eu tenho espécies sólidas quanto vale isso o sólido vale quanto lembra toda constante de equilíbrio todo toda constante de equilíbrio que tem uma fase

sólida isso aqui vale quanto um toda constante de equilíbrio que tem água isso aqui vale quanto um então isso aqui é igual h mais elevado a cubo dividido pela concentração de al + 3 concorda Por que que o meu ponto de partida é a fase sólida fixa qualquer PH qualquer PH o PH é fixo eixo do X fixa qualquer PH se eu fixar o PH concorda que a concentração de h+ é conhecida é se isso aqui é conhecido a constante de equilíbrio eu conheço não conheço conheço quem é que eu calculo quem é que eu

tiro disso eu tiro a concentração de al + 3 concorda isso aqui portanto é conhecido fixei um PH ph6 calculo isso não calculo se eu sei que o PH é 6 vai nessa equação agora PH é 6 conheço o h+ mas eu calculei a concentração disso quem é que eu tiro isso se eu conheço isso e sei o PH conheço isso se eu conheço isso como eu sei o PH eu conheço isso concorda então dado que eu conheço o PH e sabendo que as minhas espécies estão em equilíbrio com uma fase sólida que é o

hidróxido de alumínio eu consigo calcular toda a concentração de alumínio Total solúvel solúvel o que que qual é o alumínio solúvel é o alumínio mais 3 mais o al oh mais mais o al oh2 mais mais o al o4 pera aí al loh 4 menos a soma de todas essas espécies solúveis eu não tô somando todas as espécies solúveis como eu tô somando todas as espécies solúveis então para cada valor de PH eu consigo calcular isso isso isso isso isso isso eu faço um gráfico eu consigo colocar num gráfico a máxima concentração solúvel de alumínio

função do PH isto aqui é um diagrama de solubilidade Esse é um diagrama de solubilidade típico do Alumínio Lógico que esse alumínio está em equilíbrio com uma fase sólida que fase sólida que é é o aloh 3 sólido então o que que acontece quando o pH é muito ácido a concentração máxima solúvel aumenta quando o pH é muito básico a concentração máxima solúvel aumenta mas o que que eu quero no tratamento de água não é trabalhar no mecanismo de varredura para trabalhar no mecanismo de varredura eu quero forçar quem a precipitação do alumínio na forma

de hidróxido então a solubilidade do Alumínio tem que ser mínima Aonde que tá essa solubilidade mínima está nesta faixa por isso que o PH é uma variável importante no processo de coagulação porque como eu quero fazer como eu quero coagular no mecanismo de varra é dura eu quero que o alumínio precipite na forma de hidróxido para isso a minha concentração solúvel na fase l tem que ser mínima e o diagrama de solubilidade do Alumínio mostra que esta região é na ordem de 5 e 8 grosseiramente grosseiramente é de 5 e 8 a 7 se o

PH é baixo que que vai acontecer eu vou adicionar alumínio ele vai ficar solúvel E aí se o alumínio está solúvel ele vai formar mais estas espécies aí eu quero favorecer o mecanismo de adsorção neutralização como eu quero envelopar as partículas coloidais com hidróxido metálico eu tenho que trabalhar aqui mas para que eu possa trabalhar aqui o que que acontece turbidez da água bruta aumenta o que eu faço com o coagulante a dosagem de coagulante a turbidez da água bruta aumenta a concentração de partículas aumenta o que acontece que que eu faço com a dosagem

de coagulante eu tenho que aumentar se eu aumento a dosagem de coagulante o que que vai acontecer eu vou deplecion mais o PH da água coagulada vai cair o PH mas o PH pode cair não eu não quero que caia eu tenho que restituir por isso que eu preciso adicionar quando necessário o pré alcalinizante perceberam então Normalmente quando nós trabalhamos com sol de alumínio no mecanismo de varredura o PH fica nesta faixa Lógico que isso aqui eu tô dando uma ordem isso É genérico isso na operação das etas a gente estuda as pessoas fazem etas

ensaios de jar teste pega bruta colocam diferentes dosagens de coagulante diferentes phs e aí avaliam Qual é a melhor faixa eu vou mostrar uns resultados para mostrar para vocês vou mostrar uns resultados típicos da operação dietas isso é típico para alumínio e o sal de Ferro Bom o sal de ferro também ele é um coagulante que dissocia precipita na forma de hidróxido Mas qual que é a diferença o diagrama de solubilidade dele é mais ou menos assim ó eh deixa eu o sal de ferro tem este comportamento isso aqui ferro Lógico que a fase sólida

quem tá controlando a solubilidade é o feoh3 sólido Qual que é a diferença do Alumínio e do ferro o ferro é muito mais insolúvel ele tem uma faixa muito maior de operação do processo de coagulação por varredura porque ele é muito mais insolúvel veja que para toda a faixa de PH considerada o ferro tem uma concentração máxima solúvel muito menor do que o alumínio então aqui eu consigo trabalhar numa faixa de PH muito mais Ampla de 5,5 até 8,5 quando eu trabalho com o ferro como coagulante fatalmente eu estarei sempre trabalhando no mecanismo de varredura

porque o ferro é altamente insolúvel eu vou colocar para vocês uns gráficos resultados típicos de resultados ensaios experimentais mostrando a diferença de um sal um sal de alumínio e um sal de Ferro aí vocês vão observar na prática puxa a vida então para essa água é melhor trabalhar nesse PH essa dosagem Lógico que isso aqui é teórico mas eu preciso validar isso fazendo ensaios na operação da eta no dia a dia da eta por quê Porque a qualidade da água bruta muda e se muda a qualidade da água bruta eu tenho que adicionar mais ou

menos coagulante aí eu tenho que descobrir qual é a faixa de PH mais adequada para cada coagulante normalmente o sal de alumínio fica nessa faixa o sal de Ferro ela é mais Ampla Mas isso é a rotina operacional de maeta vou mostrar para vocês alguns resultados típicos ó dá uma olhadinha na água não sedimentou é isso que acontece no decantador mas o decantador é 100% eficiente ele é 100% eficiente não vocês vão observar que ainda tem umas part em ca Ele não é 100% eficiente então todas as etas depois do decantador tem que etapa uma

etapa de filtração eu vou simular O que seria um filtro aqui eu tenho aqui um um funil e um papel de filtro não é exatamente assim que acontece na ETA mas tem um papel de filtro eu vou pegar aqui com cuidado e eu colocar um pouquinho da água aqui eu vou tentar filtrar ou seja tudo aquilo que o decantador não tirou quem é que vai tentar tirar o filtro olha de uma forma muito simples a gente tentamos simular o processo de tratamento aqui deixa passar aqui deixa filtrando enquanto eu mostro o resultado para vocês é

a gente tem ainda uns uns minutinhos 10 minutos a gente consegue mostrar para vocês espera lá é melhor aqui ó Isso aqui é um diagrama de solubilidade agora ele é um diagrama real Eu desenhei para vocês o diagrama na na lousa para mostrar isso aqui é um diagrama de solubilidade do Alumínio e do ferro Então mostra que de fato o alumínio tem o ferro é muito mais insolúvel do que o sol de alumínio Olha a faixa de operação do Alumínio é uma faixa de operação Estreita Ou seja a sua região de menor solubilidade ela é

Estreita por isso que eu falei que o PH na ordem de 5 e8 a 7 Olha como o ferro é muito mais insolúvel isso é o diagrama de solubilidade dos dois que nós mais empregamos como coagulante Olha o resultado alguns resultados isso aqui é um resultado típico é uma água bruta eu fiz ensaios de coagulação floculação e eu tenho aqui no eixo do X o PH e aqui no eixo dos y tenho a turbidez da água decantada que é o meu parâmetro de avaliação do processo de coagulação se a coagulação funciona bem funciona mal É

é um meu parão de avaliação é a turbidez daágua cada curva dessa é um ensaio efetuado com uma diferente dosagem de coagulante sal de alumínio 5 mg 7,5 10 15 20 30 observa que 5 mg não teve quase que efeito nenhum 7,5 Teve alguma redução mas mas é Ficou ali Meia Boca 10 mg começou a reduzir alguma coisa mas não não foi aonde eu comecei aonde eu consegui a redução da turbidez da água decantada com dosagens superiores a 15 MG porl aonde que eu consegui águas com menores valores de turbidez de água decantada aqui com

dosagens de coagulantes superiores a 15 MG por L aqui nesta faixa Lógico você vai dizer ah então bota 50 mg por L logo de uma vez se acima de 15 deu bom táa 50 e não vamos errar não mas tem uma questão de custo quanto mais coagulante eu coloco mais dinheiro mais eu vou gastar na operação da eta Então na verdade uma operação segura significa você conseguir trabalhar com uma dosagem de coagulante que seja menor possível para você reduzir custos e que compensação te permita a produção de uma água decantada de boa qualidade eu consigo

isso com quanto mais ou menos Ah eu acho que de 15 a 20 MG por L eu consigo com ph aqui em torno de 6,5 por aí aqui ah mas eu consigo bom resultado aqui também de 7 a 7,5 não mas eu quero trabalhar com ph menor porque veja bem se eu coloco mais coagulante o PH cai mais então uma coisa se se o meu PH cai por por exemplo para 5 e8 5,5 e eu quero subir o PH para 6,5 aqui eu vou gastar uma certa dosa de alcalinizante é menor se eu quiser colocar

aqui em cima eu preciso colocar uma dosagem de alcalinizante maior eu tenho que utilizar uma dosagem de pré alcalinizante menor então eu trabalho nessa faixa mas isso aqui vale para uma água bruta vale para este coagulante E aí eu consigo definir mais ou menos uma dosagens de coagul uma faixa de dosagens adequadas e um PH que seja adequado Olha o mesmo resultado para outro coagulante a água é a mesma a água é a mesma só que agora nós estamos trabalhando com sal de Ferro dosagens 5 7,5 10 15 20 30 mg por lro como sulfato

férrico cloreto férrico Olha o resultado para 5 mg é ou para 7,5 já consegui algum resultado bom para 10 mg ótimo Olha a faixa de PH eu tenho que trabalhar nesta faixa na verdade um pouquinho para cá né mas em linhas Gerais veja que para esse coagulante o sal de Ferro para esta mesma água eu consegui trabalhar com valores de turbidez da água decantada olha muito melhores Qual é a faixa de turbidez aqui um um 1 e me olha o sol de alumínio eu consegui chegar aqui a dois não é uma diferença também não é

uma diferença absurda não é não é nada Espetacular mas a qualidade da água decantada é um um pouco melhor com o sal de Ferro trabalhando com uma dosagem menor Ah então por que todo mundo usa sal de Ferro porque o sal de Ferro como coagulante tem um custo um pouco maior então eu escolho o coagulante a sua dosagem e defino o PH de coagulação com base em ensaios efetuados dia a dia isso é a dinâmica da operação da eta o que que nós fazemos no processo de coagulação Qual que é a nossa ideia a nossa

ideia é nós permitirmos que a gente consiga dimensionar uma mistura rápida de tal modo que eu permita a dosagem do coagulante adequado a manutenção do PH adequado independente da qualidade da água bruta fluente E aí a operação vai dizer se ela quer dosar mais ou menos se o PH é maior ou menor ela controla e o que que a gente tem que fazer permitir que tudo isso funcione de forma adequada então nós temos duas condições na operação da ETA processo de coagulação Qual que é a primeira condição é a condição bom primeiro eu preciso selecionar

o coagulante definir o PH adequado isso é a operação que faz mas nós temos que garantir condições paraa mistura adequada do coagulante na fase líquida nós temos que definir um critério para que a gente consiga dimensionar o processo de coagulação é isso que nós vamos ver eh é isso que a gente vai ver na nossa próxima aula deixa eu apagar não vou embora não que ainda preciso mostrar ala para vocês pera aí Aguenta aí agora olha só compara e agora não tá bom vou voltar aqui não tá bom qugo lei floculos sediment filtramos pronto bebemos

tranquilo dúvidas joia Nenhuma Dúvida então turma lembrando esta aula a nossa homenagem foi ao Iron Maiden na semana que vem faremos outras homenagens às grandes bandas do rock and roll sugestões nenhuma se alguém tiver alguma sugestão manda já tivemos sugestão do Led zapplin tá na lista temos algumas outras e a semana que vem h homenagearemos mais uma grande banda do rock and roll hoje ficamos com Iron Maiden turma um abraço a todos Até semana que vem send w because he Knows let him Who The Number of the for it is a Human number It's Number

666 my mind need not justy just what [Música] [Música] I [Aplausos] [Música] [Música] me six [Música] number Satan is se se Sef It's [Música] l [Música] can still be cra Dream [Música] [Música] you C