Purificação de água para o consumo humano.

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ

JUAREZ GONÇALVES DE CARVALHO

PROCESSO DE PURIFICAÇÃO DE ÁGUA PARA O ABASTECIMENTO PÚBLICO

TERESINA – PI 2008

JUAREZ GONÇALVES DE CARVALHO

PROCESSO DE PURIFICAÇÃO DE ÁGUA PARA O ABASTECIMENTO PÚBLICO

Rela Relató tóri rioo do está estági gioo curri curricu cula larr apre aprese sent ntad adoo à AGESPISA e a Universidade Federal do Piauí, como   parte parte dos dos requi requisit sitos os para para a obt obtenç enção ão do grau grau de

Bacharel

em

Química

com

Atribuições

Tecnológicas, curs cursoo de grad gradua uaçã çãoo do Cent Centro ro de Ciências da Natureza da UFPI. Gerente da ETA: Eng o Benedito Bezerra de Alencar  Professora: Msc. Mayza Franco Zampa

TERESINA – PI 2008 2

JUAREZ GONÇALVES DE CARVALHO

PROCESSO DE PURIFICAÇÃO DE ÁGUA PARA O ABASTECIMENTO PÚBLICO

FOLHA DE APRESENTAÇÃO

Gerente da ETA: ______________________ __________________________________ _________________  _____  o Eng .  Benedito Bezerra de Alencar  AGESPISA

Supervisores ETA: _______________________ ___________________________________ _______________  ___  Laboratório Físico-Químico  _______________________  __________________________________ _______________  ____  Laboratório Bacteriológico ______________________________________  Operacional

Professora: _____________________________________  Msc. Mayza Franco Zampa UPPI

Graduando: _______________________ __________________________________ _______________  ____   Juarez Gonçalves de carvalho

TERESINA – PI 2008 3

CARVALHO, J. G.  Processo de purificação de água para o abastecimento  público,

Rela Relató tóri rioo fina finall de está estági gio, o, UF UFPI PI-U -Uni nive vers rsid idad adee Fe Fede dera rall do Piau Piauí,í,

Teresina 2008.

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AGRADECIMENTOS

Quero agradecer a todas as pessoas que se fizeram presentes, que se  preocuparam, que foram solidárias ou que torceram por mim. Mas bem sei que agradecer é sempre difícil. Aos técnicos da ETA – Teresina: Helena, Kelson, Silvana, Rosy, Maria Augusta Augusta,, Maria Maria Antoni Antonia, a, Rejane Rejane,, Estefa Estefani nia, a, Kennya Kennya,, Evandr Evandroo e David David por tod todoo auxílio, empenho e preocupação em compartilhar seus conhecimentos. Aos amigos Herbert, Josivan, Suely, Luzineide e Ozando, parceiros de estágio pela amizade e companheirismo. À professora Mayza, que em suas aulas, nos permitiu espaços para discussão de questões questões relevant relevantes es e important importantes, es, pelo constante incentivo e por toda dedicação e interesse em nos mostrar a importância do curso. De qualquer forma, todos os que realizam um trabalho de pesquisa sabem que não o fazem sozinhos, embora seja solitário o ato da leitura e o do escrever. O resultado de nossos estudos foi possível apenas pela cooperação e pelo esforço de outros antes de nós.

 Juarez Gonçalves de Carvalho

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SUMÁRIO ÍNDICE DE FIGURAS 1.0 INTRODUÇÃO 2.0 OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral 2.2 Objetivos Específicos 3.0 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 3.1 Manancial 3.2 Gradeamento 3.3 Captação 3.4 Adução 3.5 Purificação de Água de Manancial Superficial 3.5.1 Processos de Clarificação 3.5.1.1 Teoria da Mistura 3.5.1.2 Teoria da Coagulação 3.5.1.2.1 Principais Agentes Coagulantes 3.5.1.3 Teoria da Floculação 3.5.1.4 Teoria da Decantação ou Sedimentação 3.5.1.5 Teoria da Filtração 3.5.1.5.1 Classificação dos Filtros 3.6 Purificação Purificação de Água de Manancial Subterrâneo 3.7 Desinfecção 3.8 Fluoretação 3.9 Correção do pH 3.10 Reservação 3.11 Distribuição 3.12 Qualidade da Água 3.12.1 Variáveis Físico-Químicas das Águas 3.12.1.1 Cor 3.12.1.2 Turbidez 3.12.1.3 Sabor e Odor 3.12.1.4 Temperatura 3.12.1.5 Potencial Hidrogeniônico (pH) 3.12.1.6 Alcalinidade 3.12.1.7 Dureza 3.12.1.8 Cloretos 3.12.1.9 Ferro Total 3.12.1.10 Nitratos e Nitritos 3.12.1.11 Alumínio 3.12.2 Variáveis Microbiológicas das Águas 3.12.2.1 Contagem do Número Total de Bactérias 3.12.2.2 Coliformes Totais e Termotolerantes 3.12.2.2.1 Ensaio Presuntivo para o Grupo Coliforme 3.12.2.2.2 Ensaio Confirmativo Confirmativo para o Grupo Coliforme 3.12.2.3 Cryptosporidium sp e Giardia sp

8 9 13 13 13 14 15 16 16 17 19 19 20 20 21 23 24 25 25 27 28 29 30 30 31 32 33 33 34 35 35 35 36 37 38 39 39 40 41 42 42 43 43 44

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4.0 DESENVOLVIMENTO DESENVOLVIMENTO 4.1 Local de Estágio 4.2 Processos de Purificação de água na ETA- Teresina 4.2.1 Manancial 4.2.2 Captação e Adução 4.2.3 Coagulação 4.2.4 Floculação 4.2.5 Decantação 4.2.6 Filtração 4.2.7 Desinfecção Desinfecção 4.2.8 Correção do pH 4.2.9 Fluoretação 4.2.10 Armazenamento 4.2.11 Distribuição 4.3 Casa da Química 4.3.1 Sulfato de alumínio 4.3.2 Cloro 4.3.3 Cal 4.4 Controle de Qualidade 4.4.1 Coletas das amostras 4.4.1.1 Coletas para o laboratório físico-químico 4.4.1.2 Coletas para o laboratório bacteriológico 4.4.2 Análises Físico-Químicas 4.4.2.1 Turbidez 4.4.2.2 Potencial Hidrogeniônico (pH) 4.4.2.3 Cor 4.4.2.4 Cloro residual 4.4.2.5 Alcalinidade 4.4.2.6 Cloretos 4.4.2.7 Dureza 4.4.2.8 Ferro Total 4.4.2.9 Flúor 4.4.2.10 Alumínio 4.5.2.11 Nitrato 4.4.2.12 Nitrito 4.4.3 Análises Microbiológicas 4.4.3.1 Contagem padrão de bactérias 4.4.3.2 Ensaio presuntivo para coliformes totais 4.4.3.3 Ensaio confirmativo para coliformes totais 4.4.3.4 Ensaio confirmativo para coliformes termotolerantes 5.0 RESULTADOS E DISCUSSÃO 6.0 CONCLUSÃO 7.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS

45 45 45 47 47 48 49 50 51 53 53 53 54 54 54 55 55 55 56 56 56 57 57 57 57 57 58 58 58 58 59 59 59 60 60 60 60 61 61 62 63 67 68

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 01. Esquema de um sistema convencional de abastecimento de água Figura 02. Vista aéria do Complexo ETA’s – Teresina Figura 03 03. Fl Fluxograma do do Pr Processo de de Pu Purificação de de Ág Água da da ET ETA-Teresina Figura 04. Canal de aproximação do rio Parnaíba Figura 05. Bombas elevatórias Figura 06. Chegada da água bruta ao canal de água bruta Figura 07. Canal de água bruta Figura 08. Calha Parshall Figura 09. Câmaras de floculação Figura 10. Tanque de decantação decantação da ETA I Figura 11. Tanque de decantação decantação da ETA I Figura 12. Lavagem de decantador decantador da ETA I Figura 13. Canal de água decantada Figura 14. Filtros da ETA I Figura 15. Lavagem de filtro da ETA I Figura 16. Câmara de contato Figura 17. Estação elevatória Figura 18. Cilindros de Cloro

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1.0 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO A água é um recurso fundamental para a existência da vida, na forma que nós conhecemos e transformou-se num bem necessário e essencial para agrupamentos humanos, animais, cidades e países. Foi na água que a vida floresceu, e seria difícil imaginar a existência de qualquer forma de vida na ausência deste recurso vital. Nosso planeta está inundado d’água; um volume de aproximadamente 1,4 bilhão de Km 3 cobre cerca de 71% da superfície da Terra. Apesar disso, muitas localidades ainda não têm acesso à quantidade de água com características de potabilidade adequadas às necessidades do consumo humano (UFPR, 2008; THEODORO, 2005). A experiência mostrou que uma melhoria na qualidade do suprimento público de água é seguida por uma melhoria na saúde pública. A poluição do suprimento público de água e o aparecimento aparecimento de doença têm sido vinculados vinculados a várias causas. Estudos científicos científicos mostram haver relação entre a água e a transmissão de muitas doenças, causadas por agentes físicos, químicos e biológicos presentes na água. Com isso a sociedade começou a se preocupar com a qualidade da água consumida e, para evitar problemas e prejuízos à saúde pública, passou a realizar uma série de processos físicos e químicos para o tratamento dessas águas (BABITT et  al , 1976; RICHETER, 1991). A qualidade da água pode ser definida como sendo um conjunto das características físicas, químicas e biológicas de um determinado corpo de água cujos critérios de qualidade dependem do propósito de uso (HARDENBERGH, 1964). O conhecimento dos diversos tipos de impurezas, dos seus efeitos e do modo em que se encontram na água é de grande importância para o delineamento do tratamento a ser  adotado, ou seja, são as impurezas que determinam as características da água bruta e em funç função ão das das quai quaiss se fixa fixam m os proc proces esso soss de trat tratam amen ento to que que deve devem m ser ser adot adotad ados os.. A determina determinação ção de imp impureza urezass é feita feita através através da analises analises físico-qu físico-quími ímicos cos e bacterio bacteriológi lógicos cos (HARDENBERGH, 1964; LEME, 1984). As análises físico-químicas compreendem determinações: de temperatura, que identifica valores de densidade, viscosidade, pressão de vapor, tensão superficial, taxas de ativi atividad dadee bio biológ lógic icas, as, quí quími micas cas e bio bioquí químic micas; as; de valore valoress de turbidez, medi medido doss pela pela interferência da matéria em suspensão à passagem da luz e que são devidos à existência de argila, silte, matéria orgânica, organismos microscópios; de cor que servem para revelar a 9

existência de substancias dissolvidas e no estado colonial de origem vegetal ou matéria turfosa; de odores, que identificam a existência de substância volátil, matéria orgânicas, organismos vivos, algas, gases; de pH, que expressam a concentração dos íons de hidrogênio, que são relacionados com o processo de coagulação e controle de corrosão; de alcalinidade, definida como sendo a capacidade de neutralização de ácidos e é normalmente devida a  presença de íons carbonato carbonato ou bicarbonatos, bicarbonatos, importantes importantes no processo de redução da dureza, dureza, coagulação e controle de corrosão; de dureza , relacionadas com a redução de dureza e controle de corrosão; de teores de nitrito, nitrato, ferro e cloretos (LEME, 1984). As análises bacteriológicas devem ser visam estabelecer indicações a respeito do grau de contaminação da água por bactérias e também interfere na escolha do processo de tratam tratament ento, o, princi principa palme lmente nte nos relaci relaciona onados dos com com a desin desinfe fecçã cção, o, que é a clora cloração ção.,., a interpretação é feita pelo índice de colimetria da água , caracterizado pelo número mais  provável de coliformes (LEME, 1984). As análises efetuadas com a água, segundo Fair, são reunidas nas categorias: Análises cujos resultados refletem a segurança e a salubridade; Análises que medem ou refle refletem tem o sabor sabor ou a acei aceitaç tação ão estét estética ica da água; água; Análi Análises ses que revel revelam am as vanta vantagen genss econômicas da água que depende do fim para o qual ela se destina; Análises interligadas aos   processos de tratamento, alcalinidade, pH, teor de CO 2, ferro, alumínio, relacionadas ao coagulante coagulante usado ou ao processo de cloração (LEME, ( LEME, 1984). O condicionamento condicionamento de água para o consumo das comunidades comunidades envolve sistemas de tratamento de águas. A necessidade do homem de purificar a água decorre de sua dificuldade de encontrá-la em estado de pureza, isto em consequência da sua grande capacidade de solvência. Na purificação, três objetivos são desejados: Obtenção de água que apresente segurança para a saúde humana, o que é conseguido isentando-a de bactérias, elementos venenosos, mineralização excessiva, teores elevados de compostos orgânicos, protozoários e outros; Obtenção de água que satisfaça a um critério econômico, eliminando ou reduzindo as impur im pureza ezass que int interf erfere erem m na uti utili liza zação ção;; Obten Obtenção ção de água água com aspec aspecto to agrad agradáve ávell ao consumidos, conseguida através da obediência a padrões estabelecidos relativamente à cor, turbidez, sabor e odor (LEME, 1984). O Sistema de Abastecimento de Água deverá fornecer e garantir à população população água de boa qualidade do ponto de vista físico, químico, biológico e bacteriológico, sem impurezas

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 prejudiciais  prejudiciais à saúde. Para tanto, e em função das características qualitativas qualitativas da água fornecida  pelos mananciais, procede-se o tratamento da água (HARDENBERGH, 1964). As principais operações que se praticam nas estações de tratamento de água para garantir a distribuição de água de boa qualidade para o consumo humano são: A captação,  bombeamento da água do manancial para a estação de tratamento; A coagulação, mistura de um coagulante para reagir agregando as partículas de impurezas em suspensão existentes na água; A floculação, agitação lenta da água para aumentar o tamanho das partículas formadas na coagulação; A decantação, separaçã separaçãoo por sediment sedimentação ação das partícul partículas as formadas formadas nos  processos anteriores; A filtração, passagem da água por filtros de areia e carvão que retém  partículas e odores; A desinfecção ou cloração , adição de um desinfetante com a finalidade de matar os microorganismos patogênicos; A fluoretação, mistura de flúor na água para   prevenção contra as cáries dentarias; A Correção de pH , adição de cal hidratada para eliminar a acidez da água; A distribuição da água tratada para os reservatórios e residências; e por fim o Controle de Qualidade da água realizado em laboratórios verificando-se a eficiência do tratamento e a qualidade da água da casa do consumidor (LEME, 1984; RICHETER & AZEVEDO Neto, 1991). As necessidades de controle de qualidade da água tratada levam à elaboração de normas e padrões de qualidade, e estas devem ser obedecidos nos processos de tratamento de águas. No Brasil, os padrões de qualidade da água para o consumo humano são regidos por    por porta tari rias as (POR (PORTA TARI RIA A Nº. Nº. 518/ 518/MS MS em 25 de març marçoo de 2004 2004)) e reso resolu luçõ ções es lega legais is do CONAMA, que dão subsídios aos laboratórios na expedição de seus laudos. A Portaria 518/0 518/044 estabe estabele lece ce que a água água produz produzid idaa e distri distribuí buída da para para consum consumoo human humanoo deve deve ser  ser  controlada. controlada. A legislação legislação define, ainda, a quantidade quantidade mínima e a freqüência que as amostras de água devem ser coletadas, bem como os parâmetros e limites permitidos (LEME, 1984; SABESP, 2008). A AGESPISA- Água AGESPISA- Água e Esgotos do Piauí S/A é uma sociedade de economia mista,  pessoa jurídica de direito privado, integrante da Administração Administração Indireta do Governo do Estado do Piauí. Foi criada através das leis estaduais estaduais nº2281, de 27 de julho de 1962 e 2387, de 12 de dezembro de 1962 e tem como objetivo executar a política de abastecimento de água e de esgotamento sanitário do Piauí.

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A AGESPISA é responsável pelo tratamento da água para abastecimento público de Teresina e para isso conta com um complexo de estações de tratamento, com manancial superficial, e dois sistemas independentes, com manancial subterrâneo. O complexo de tratamento de água localizado às margens do rio Parnaíba, no  bairro Distrito Industrial, zona sul de Teresina, abriga três estações de tratamento de água, deno denomi mina nado doss ETA ETA I, ETA ETA III e ETA ETA IV, IV, func funcio iona nand ndoo 24 hora horass por por dia, dia, prod produz uzin indo do diaria diariamen mente te um vol volume ume médio médio de 190.0 190.000m 00m 3 de água água trata tratada da e abast abastece ecendo ndo 9 (nove) (nove) reservatórios de distribuição. distribuição. O sistema de abastecimento de água da Santa Maria da Codipi, possui 5 (cinco)   pos posso so tubu tubula lare ress e 1 (um) (um) rese reserv rvat atór ório io de dist distri ribu buiç ição ão,, abas abaste tece cend ndoo cerc cercaa de 25.0 25.000 00 consumidores. O sistema de abastecimento do Residencial Deus Quer, possui 2 (dois) poços tubulares e 1 (um) reservatório de distribuição, abastecendo cerca de 3.500 consumidores. Os  poços dos dois sistemas são equipados com bombas e sistemas de cloração, com o objetivo de  preservar a qualidade da água até o ponto de consumo. O órgão responsável pela vigilância da qualidade da água em Teresina e a GEVISA – Gerencia de Vigilância Sanitária Municipal.

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2.0 OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GERAL •

Amplia Ampliarr os conhec conhecime iment ntos os teóri teóricoco-ex exper perime imenta ntais is adqui adquirid ridos os durant durantee o curso curso de química e participar das etapas do processo de purificação de água realizado pela AGESPISA no complexo de estações de tratamento ETA’s - Teresina.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

•

Efetuar as coletas das amostras de águas para realização das análises;

•

Realizar análises físico-químicas e bacteriológicas das amostras de águas coletadas;

•

Conhecer os produtos químicos utilizados no tratamento da água;

•

Analisar o processo de tratamento de água para obtenção de água que atenda ao  padrão de potabilidade e que não ofereçam riscos à saúde;

•

Acompanhar os procedimentos operacionais durante o processo de purificação de água;

•

Acompanhar o controle de qualidade da água, desde a entrada no sistema até a sua distribuição final;

•

Comparar os resultados obtidos das análises com os padrões de potabilidade exigidos  pelas legislações vigentes.

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3.0 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A água é o elemento fundamental da vida. Seus múltiplos usos são indispensáveis a um largo espectro das atividades humanas, onde se destacam, entre outros, o abastecimento  público e industrial, a irrigação agrícola, a produção de energia elétrica e as atividades de lazer e recreação, bem como a preservação preservação da vida aquática (CETESB, 2008). A crescente expansão demográfica e industrial observada nas últimas décadas trouxe como conseqüência o comprometimento das águas dos rios, lagos e reservatórios. A falta de recursos financeiros nos países em desenvolvimento tem agravado esse problema,  pela impossibilidade impossibilidade da aplicação aplicação de medidas corretivas para reverter esta situação (CETESB, 2008). As disponibilidades de água doce na natureza são limitadas pelo alto custo da sua obtenção nas formas menos convencionais, como é o caso da água do mar e das águas subterrâneas. Deve ser, portanto, da maior prioridade, a preservação, o controle e a utilização racional das águas doces superficiais (CETESB, 2008). Um Sistema de Abastecimento Abastecimento de Água, Figura 01, caracteriza-se caracteriza-se pela retirada r etirada da água da natureza, da adequação de sua qualidade, do transporte até os aglomerados humanos e fornecimento à população em quantidade e qualidade compatíveis com suas necessidades (LEME, 1984). Uma das das consi consider deraçõ ações es fundam fundament entais ais achaacha-se se diret diretame ament ntee li ligad gadaa ao grau grau de  poluição da água bruta disponível, pois as características da água bruta variam conforme a fonte de suprimento. A seqüência de analise dos elementos do projeto abrange a avaliação da quantidade de água a ser tratada, com base em estudos de crescimento populacional; a avaliação da quantidade e características da água bruta disponível disponível nas fontes de suprimento; e a determ determin inaç ação ão da efic eficiê iênci nciaa quali qualitat tativ ivaa da água água trata tratada, da, se obede obedece ce aos padrõe padrõess de  potabilidade.  potabilidade. (LEME, 1984). Send Sendoo um sist sistem emaa cons consti titu tuíd ídoo de font fontee de supr suprim imen ento to,, capt captaç ação ão,, aduç adução ão,, reservação e distribuição, a segurança sanitária da água não depende somente do tratamento. Assim, quando se projetam e constroem sistemas de adução e distribuição seguros, evitam-se muitos problemas relativos á contaminação, contaminação, que muitas vezes são atribuídos ao tratamento. O tratamento da água é conseguido utilizando-se processos físicos, químicos e bioquímicos,  para remover as impurezas (LEME, 1984). 14

A escolha do manancial se constitui na decisão mais importante na implantação de um sistema de abastecimento de água, seja ele de caráter individual ou coletivo. Havendo mais mais de um umaa opçã opção, o, sua sua defi defini niçã çãoo deve deverá rá leva levarr em cont conta, a, além além da pred predis ispo posi siçã çãoo da comunidade em aceitar, aceitar, as águas do manancial a ser adotado (FUNASA, 2008).

Figura 01: Esquema de um sistema convencional de abastecimento de água.

3.1 MANANCIAL Mananc Manancia iall para para abast abasteci ecime mento nto de água água é tod todaa fonte fonte de água água util utiliz izada ada para para abastecimento doméstico, comercial, industrial e outros fins. De maneira geral, quanto à origem, os mananciais são classificados em manancial superficial, manancial subterrâneo e águas meteóricas. Os mananciais têm grande participação na concepção do projeto dos sistemas de abastecimento d'água, pois eles são fontes naturais de onde se pode captar a água para os fins  pretendidos de abastecimento público. Os fatores decisivos para a escolha do manancial são: a qualidade, a quantidade, a distância e as implicações técnicas e econômicas (PUPPI,1981). Os mananciais superficiais (rios, lagos, barragens) por serem as águas naturais  potabilizáveis mais acessíveis, permitem o conhecimento do seu regime e favorecem a sua captação. Os mananciais subterrâneos (lençóis do subsolo, ou aqüíferos), fornecem água de qualidade satisfatória satisfatória para uso imediato, principalmente os mais profundo; Porém apresentam inconvenientes de uma exploração trabalhosa e às vezes dispendiosa. Já as águas meteóricas (águas das chuvas) por serem naturais e potabilizaveis podem ser admitida, em condições especiais, especiais, nos serviços de abastecimento abastecimento de pouca monta (HARDENBERGH, 1964; NETTO, 1979). 15

3.2 GRADEAMENTO Os materiais que impurificam as águas podem ser assim classificados como: Materi Materiai aiss que flut flutuam uam;; Materi Materiai aiss em suspen suspensão são,, bacté bactéria rias, s, algas algas e proto protozoá zoário rios, s, lodos lodos;; Materiais dissolvidos; Colóides, matéria orgânica, sílica, resíduos industriais (PEREIRA, 1979). A água dos lagos e rios pode carrear folhas, gravetos ou mesmo objetos maiores, que flutuam na sua superfície, bem como peixes e vegetação aquática, que vivem na massa líquida ou no fundo. A entrada desses objetos nos sistemas de abastecimento abastecimento d’água é evitada  pelo uso telas (HARDENBERGH, 1964). Um tratamento de água sempre se inicia com a remoção dos materiais que flutuam ou estão suspensos com o uso de grades e telas. Grades são dispositivos formados de barras metálicas metálicas que se destinam à remoção de sólidos grosseiros, em suspensão e corpos flutuantes, flutuantes, tem a finalidade a proteção de dispositivos dispositivos de transporte da água contra obstrução, tais como:  bombas, registros e tubulações (BASOL e ABREU, 1988; SOUTO, 1990). Pode-se também utilizar as telas de malhas largas ou ralos com aproximadamente 6 cm2 de área livre. Esse tipo de grade é colocado no ponto de chegada da água, e torna-se necessário uma manutenção para retirada dos resíduos, em geral, uma vez por semana (CAMPOS, 2000).

3.3 CAPTAÇÃO A seleção da fonte abastecedora de água é processo importante na construção de um sistema de abastecimento. Deve-se, por isso, procurar um manancial com vazão capaz de  proporcionar perfeito abastecimento à comunidade, além de ser de grande importância a localização da fonte, a topografia da região e a presença de possíveis focos de contaminação (COPASA, 2008). A captação pode ser superficial superficial ou subterrânea. subterrânea.  A superficial  superficial éé feita nos rios, lagos ou represas, por gravidade ou bombeamento. Se por bombeamento, uma casa de máquinas é construída junto à captação. Essa casa contém conjuntos de motorbo-mbas que sugam a água do manancial e a enviam para a estação de tratamento.  A subterrânea é efetuada através de  poços artesianos, artesianos, perfurações com com 50 a 100 metros feitos no terreno terreno para captar a água dos

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lençóis subterrâneos. Essa água também é sugada por motor-bombas instaladas perto do lençol d’água e enviada à superfície por tubulações (COPASA, 2008). A captação se destina a recolher do manancial a quantidades de água demandada   para para o abaste abasteci cimen mento to e varia varia confo conforme rme as condi condiçõe çõess locai locais, s, para para águas águas superf superfic iciai iais, s, hidrológicas, topográficas e, para as águas subterrâneas, hidrogeológicas. Além de estarem subordinadas aos requisitos: garantia de funcionamento, economia das instalações, garantia da qualidade (PUPPI, 1981). Os principais tipos de captação existentes para águas superficiais são em função das características características dos mananciais: mananciais: a captação direta, a barragem de nível, canal de derivação, canal de regularização, reservatórios de regularização, regularização, torre de tomada, poço de derivação e a captação das águas da chuva (LEME, 1984; PUPPI, 1981).  No caso das águas subterrâneas existem várias opções para a captação, sendo as  principais a caixa de tomada, as galerias filtrantes, os drenos os poços. Estes últimos podem ser rasos, profundos, artesiano ou poço profundo semi-artesiano. Os poços rasos, conhecidos como poço escavado ou caipira, são indicados quando o lençol aqüífero está a menos de 20 metros de profundidade e exigem a necessidade de sistemas de elevação da água através de mecanismos manuais manuais ou mecânicos como as bombas d'água (CAMPOS, 2000; PUPPI, 1981 ). Os poços artesianos fornecem água que jorra sem necessidade de meios de elevação mecânica e sem consumo energético. Em algumas regiões a água produzida nesses  poços apresenta temperaturas temperaturas elevadas, elevadas, podendo ser aproveitada em trocadores de calor. calor. O  poço semi-artesiano também atinge o lençol freático a grandes profundidades e necessita de um mecanismo de elevação da água até a superfície. Para esta elevação de água do subsolo são utilizados sistemas motores-bombas (CAMPOS, 2000).

3.4 ADUÇÃO   No estudo de um sistema de abastecimento d’água, aparece quase sempre a necessidade de se projetar uma adutora. A adução é a operação de conduzir a água do manancial à estação de tratamento ao sistema de distribuição, passando pelos reservatórios. Assim, a adutora é uma canalização destinada destinada a conduzir água bruta e/ou água tratada entre as unidades de um sistema de abastecimento, podendo ser canais e galerias, em superfície livre ou conduta condutass em pressão. pressão. Levando-se Levando-se em conta conta a energia energia utilizada utilizada,, as adutoras adutoras podem podem ser  classificadas classificadas em adutoras por gravidade, por recalque ou mistas (HARDENBERGH, 1964). 17

A qualidade dos tubos a ser usado nas adutoras, ferro fundido, fibro-cimento, aço, concreto ou mesmo madeira, dependerá das condições e custos locais, a serem estudados tecnicamente. A seção da adutora é determinada pela pressão disponível (carga) e pela vazão necessária. O fator econômico é mais preponderante no projeto da adutora do que em qualquer outra parte do sistema de abastecimento abastecimento (HARDENBERGH, 1964). A adução por gravidade pode ser em conduto livre ou em conduto forçado. Em adutora com conduto livre a água escoa sempre em declive, mantendo uma superfície livre sob o efeito da pressão atmosférica; em sistemas maiores, apresentam grande seção, podendo ser galerias, túneis ou canais e, em sistemas menores, são tubulações ou canais de pequena seção. seção. Nas aduto adutoras ras em condu conduto to força forçado do a água água corre corre sob pressã pressão, o, proce processa ssand ndo-s o-see o escoamento escoamento por gravidade (HARDENBERGH, (HARDENBERGH, 1964; SOUSA, 2001). A adução por recalque, ou através de bombeamento, existe um conjunto elevatório ou estação de bombeamento. A água é conduzida sob pressão de um ponto a outro mais elevado, através de um conjunto motor-bomba. As demais características, no entanto, são iguais às do conduto forçado (BARROS, 1995). A adução do tipo combina trechos de escoamento por gravidade, quando possíveis, com outros trechos de escoamento por recalque, aproveitando assim os desníveis favoráveis do percurso e reduzindo o consumo de energia necessária para o bombeamento da água (BARROS, 1995). Estações elevatórias são instalações que servem para bombear a água a pontos mais mais elev elevad ados os a fim fim de gara garant ntir ir a vazã vazãoo nas nas li linh nhas as adut adutor oras as,, send sendoo cons consum umid idor ores es representativos de energia elétrica, basicamente pelo uso de bombas e seus motores de acionamento acionamento (BARROS, 1995).

3.5 TRATAMENTO DE ÁGUA DE MANANCIAL SUPERFICIAL O tratamento da água tem por objetivo condicionar as características da água bruta, isto é, da água como encontrada na natureza, a fim de atender à qualidade necessária a um determinado uso. A água a ser utilizada para o abastecimento público deve ter sua qualidade ajustada de forma a (BARROS, 1995): •

Atende Atenderr aos aos padrõe padrõess de quali qualida dade de exigi exigidos dos pelo pelo Minist Ministéri érioo da Saúde Saúde e acei aceitos tos internacionalmente;

18

•

Prevenir o aparecimento de doenças de veiculação hídrica, protegendo a saúde da  população;

•

Tornar a água adequada a serviços domésticos;

•

Prevenir o aparecimento da cárie dentária nas crianças, através da fluoretação;

•

Proteger o sistema de abastecimento de água, principalmente tubulações e órgãos acessórios da rede de distribuição, dos efeitos danosos da corrosão e da deposição de  partículas. O tratamento da água pode ser parcial ou completo, de acordo com a análise prévia

de suas características físicas, químicas e biológicas. O tratamento coletivo é efetuado numa Estação de Tratamento de Água (ETA), onde passa por diversos processos de depuração. Os processos de depuração são diversos, todos eles de alcance parcial ou limitado, uma vez que não existe um com atuação universal que isoladamente promova a remoção ou elim elimin inaç ação ão de toda todass as im impu pure reza zass pres presen ente tes. s. Daí Daí a nece necess ssid idad adee de sist sistem emat atiz izá-l á-los os,,  processando-se a potabilização potabilização por fases, cada uma correspondendo a um órgão específico específico da estação de tratamento. As etapas do processo de depuração são: clarificação, desinfecção, fluoretação fluoretação e correção do pH (PUPPI, 1981).

3.5.1 Processo de Clarificação A clarificação é definida como sendo a remoção da matéria finamente dividida e em suspensão em água. A clarificação quando necessária é o primeiro passo a ser dado em qualquer tipo de tratamento de água. A etapa de clarificação constitui-se de um conjunto de operações operações unitárias, unitárias, destina destinadas das à remoção remoção de sólidos sólidos presentes presentes na água, água, incorpor incorporando ando as operações básicas de coagulação, floculação, floculação, decantação e filtração filtração (BARROS, 1995; PUPPI, 1981). A clarificação, cuja função essencial consiste na remoção da turbidez, apresenta uma grande importância no tratamento de águas de abastecimento, abastecimento, proporcional à importância importância do parâmetro turbidez na potabilidade potabilidade da água. Uma água que atenda aos rigorosos requisitos requisitos de turbidez turbidez padrões padrões de potabil potabilidad idadee garantem garantem:: uma aparênci aparênciaa estetic esteticamen amente te adequada adequada;; quantid quantidades ades reduzidas reduzidas de microrgan microrganismo ismos; s; desempen desempenho ho adequado adequado durante durante o processo processo de desinfecção, devido à ausência de sólidos capazes de proteger os patogênicos da ação do desinfetante desinfetante (BARROS, 1995). 19

3.5.1.1 Teoria da Mistura O processo mecânico no qual a água é agitada para que nela se criem um gradiente de velocidade que definam a intensidade da agitação, e denominado mistura. Fatores que influem na eficiência da mistura: tempo de mistura do coagulante, que deve ser extremamente curto; intensidade de agitação, que deve ser elevada para assegurar completa dispersão do coagulante coagulante (LEME, ( LEME, 1984). A mistura é efetuada em câmaras denominadas “câmaras de mistura rápida”, nas quais se assegura uma coagulação coagulação homogênea. Por isso é imprescindível uma mistura intensa no ponto de aplicação do coagulante na água, para que se possa garantir uma distribuição homogênea e uma exposição das partículas finas existentes na água ao coagulante, antes que a reação termine. A mistura é uma operação de pré-tratamento da água de grande importância  para o funcionamento eficiente dos decantadores (LEME, 1984).

3.5.1.2 Teoria da Coagulação A coagul coagulaçã açãoo é um proce processo sso quí químic micoo de pré-tr pré-trata atamen mento to empre empregad gadoo para para a remoção de substancias no estado coloidal, produtoras de turbidez e de materiais finamente divididos em suspensão, que resultam da decomposição de materiais ou despejos industriais, entre os colóides, encontram-se partículas de argila, matéria orgânica, bactérias algas e substancias substancias produtoras de cor (LEME, 1984). As principais funções da coagulação são: a desestabilização, agregação e adesão simultânea de colóides, Os quais se caracterizam pela sua estabilidade, ou seja, falta de tendência tendência a aglomeração aglomeração (LEME, 1984). A coagulação exige a adição e mistura rápida de um coagulante à água a ser  tratada. A reação química resultante neutraliza as cargas das partículas coloidais e forma um   prec precipi ipitad tado. o. O meca mecanis nismo mo da coagu coagulaç lação ão consis consiste te em alte alterar rar a carga carga das das partí partícu culas las,,  provocando a aglutinação das mesmas, formando aglomerados maiores. Com isso tem-se um aument aumentoo na veloc velocida idade de de sedim sediment entaç ação. ão. A predom predomin inânc ância ia de ânion ânionss na estru estrutur turaa das  partículas resulta na carga negativa. A neutralização das cargas negativas acontece por que da dissociação do coagulante resulta cátions polivalentes, estes substituem os monovalentes da estrutura da partícula, havendo como conseqüência a neutralização das cargas, diminuindo o  potencial zeta e favorecendo a junção das partículas (LEME, 1984; MORGADO, 1994).

20

3.5.1.2.1 Principais agentes coagulantes Muitas substâncias são utilizadas para a coagulação, mas principais coagulantes disponíveis no mercado para tratamento de água são: Sulfato de alumínio, Sulfato ferroso, Aluminato de sódio, cloreto férrico, Hidróxido de cálcio, hidroxicloreto hidroxicloreto de alumínio alumínio e sulfato férrico. férrico. Dentre Dentre estes o sulfato sulfato de alumínio alumínio e mais mais util utiliza izado do nas estações estações de tratamento tratamento de água (BABITT et Al, 1976; PAVANELLI, 2001). O Sul Sulfa fato to de alumí alumíni nio, o, também também chama chamado do de alúme alúmen. n. Aprese Apresenta ntam m fórmu fórmula la Al2(SO4)3.18H2O ou Al2(SO4)3. 14H2O. O produto comercial é sólido cristalino, cinza, sujo ou amarelado, a pureza é de acordo com o teor de Al 2O3, aproximadamente de 17%, a melhor  faixa de pH para coagulação depende da quantidade de sulfato de alumínio utilizado. O  produto com 14 moléculas de água de cristalização é aproximadamente aproximadamente 12% mais duro do que o produto com 18 moléculas (BABITT et al, 1976). O sulfato de alumínio líquido é produzido a partir de hidrato de alumínio. Deve-se manter um teor de água suficiente para impedir a cristalização; apresenta 7 a 8% de Al 2O3, com teores acima de 8,26%, o produto pode cristalizar. A boa qualidade do produto se mede  pelo teor de resíduos insolúveis e é incolor, um dos parâmetros é o teor de ferro, expresso em função de Fe 2O3, com valores menores de 0,02% (MACEDO, 2004). A dosagem de sulfato de alumínio depende das características da água a ser  tratada. As águas com concentrações relativamente baixas de partículas coloidais, em geral, águas superficiais utilizadas no abastecimento público, delimita-se a dosagem de sulfato de alumínio entre entre 2 e 30 mg/L e faixa de pH de coagulação coagulação de 5,0 a 6,8 (MACEDO, 2004). A determinação das dosagens ótimas dos coagulantes a serem empregados numa estação de tratamento de água - ETA é definida através do teste do jarro, onde se monitora a veloci velocida dade de de agita agitação ção,, pH, quant quantida idade de do produt produtoo quí químic mico, o, temp tempera eratu tura ra e tempo tempo de decantação decantação (MACEDO, 2004). O aparelho para o teste do jarro consta de seis cubas com pás misturadoras, nas quais a velocidade de rotação possa ser ajustada. Sendo a melhor dosagem aquela da cuba na qual aconteceu melhor floculação. (MACÊDO, 2004). Para Para que o sulf sulfat atoo de alum alumíni ínioo possa possa reagir reagir,, para para forma formarr um precip precipit itado ado,, é necessário que a água, dentro da qual é colocado, contenha alguma alcalinidade, usualmente

21

sob forma de bicarbonato de cálcio, que pode ser natural ou adicionada (BABITT et al, 1976; MACEDO, 2004): Reações químicas para o sulfato de alumínio: •

Reações com alcalinidade natural

1) Al2(SO4)3. 18 H2O + 3 Ca(HCO 3) → 3 CaSO4 + 2 Al(OH)3 + 6 CO2 + 18 H2O 2) 2FeSO4.7H2O + 2Ca(HCO3)2 + ½ O2 → Fe(OH)3 +n 2CaSO4 + 4CO2 + 6H2O 3) 2FeSO4.7H2O + 3Ca(HCO3)2 + Cl2 → Fe(OH)3 + 2CaSO4 + CaCl2 + 6CO2 + 7H2O 4) Fe2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2 •

Reações com alcalinidade adicionada

Al2(SO4)3 .18 H2O + 3 Na2CO3 + 3H2O → 3Na2SO4 + 2 Al(OH) 3 + 3CO2 + 14,3 H2O Al2(SO4)3. 14,3 H2O + 3 Ca(OH)2 →

3 CaSO4 + 2 Al(OH)3 + 14,3 H 2O

Os principa principais is auxilia auxiliares res de coagulaç coagulação ão são: Bicarbonato Bicarbonato de sódio sódio (NaHCO (NaHCO 3), Carbonato de sódio (Na 2CO3), Hidróxido de sódio (NaOH), Óxido de cálcio (CaO) e o Hidróxido de cálcio (Ca(OH) 2).

Agente coadjuvante de floculação é todo produto que, de alguma forma, aumenta sensivelmente sensivelmente o desempenho desempenho do processo de coagulação, quando usados em conjunto com os agentes coagulantes. Os principais coadjuvantes são a sílica ativada e os polieletrólitos. Polieletrólitos são polímeros originários de proteína e polissacarídeos de natureza sintética e natural. De acordo com a carga da cadeia polimérica pode ser catiônico e aniônico. Os polieletrólitos são divididos em duas subclasses: fracos e fortes. No Brasil, em função das características das águas e sólidos suspensos são utilizados os aniônicos (MACEDO, 2004) Tanto polímeros sintéticos, como os naturais (amidos em geral), são considerados auxiliares de floculação e filtração. Os sintéticos sintéticos são utilizados utilizados para aumentar a velocidade de sedimentação dos flocos, a resistência às forças de cisalhamento que podem ocorrer na veiculação da água floculada e a diminuição da dosagem do coagulante primário. Já os naturais são utilizados para reduzir a ocorrência de transpasse dos flocos no filtro e aumentar  a taxa de filtração (MACÊDO, 2004). 22

A sílica ativada utiliza-se de uma solução parcialmente neutralizada de silicato de sódio, tratado com ácido sulfúrico. Como auxiliar de coagulação ela apresenta vantagens na redução da dosagem de coagulante, aumenta a faixa de pH ótimo produzido flocos com melhores propriedades de decantação e resistência. Quando utilizada junto com o sulfato de alumínio ou sulfato ferroso, a sílica, por sua elevada carga negativa, promove a formação de flocos maiores, mais densos e resistentes, com isso, aumenta a eficiência de coagulação (MACÊDO, 2004).

3.5.1.3 Teoria da Floculação A flocu flocula lação ção é a aglom aglomera eraçã çãoo de partí partícu culas las de coagul coagulant antee e de mete meteria ria em suspensão na água, formando conjuntos maiores e mais densos, denominados flocos. Ela é efetuada por meio de processo mecânico mecânico que produz agitação na água, com o objetivo de criar  gradientes de velocidade que causem turbulência para provocar choques ou colisões entre as  partículas coaguladas coaguladas se sulfato de alumínio e as existentes na suspensão e estado coloidal da água. Os gradientes são limitados para que não ultrapassem a capacidade de resistência do cisalhamento cisalhamento das partículas partículas (LEME, 1984). Os contatos formados permitem que os flocos aumentem de tamanho e densidade, tornando-os mais fáceis a sedimentação, o que contribui para que se obtenha uma melhor  clarificação da água que esta sendo purificada. A dosagem ideal de coagulantes e floculantes  pode ser determinada experimentalmente experimentalmente através de um teste de Jarro (LEME, 1984). A eficiência da floculação depende da intensidade da agitação fornecida, que deve cair gradientes de velocidades tais que não conduzam a esforços cortantes, geradores de tensões cisalhantes cisalhantes superiores às tensões admissíveis admissíveis do material coagulado (LEME, 1984). Os floculadores são dotados de mecanismos de agitação e, desta forma, são dividi div ididos dos em hidrá hidráuli ulicos cos e mecân mecânic icos. os. Os flocu flocula lador dores es hid hidráu ráuli licos cos podem podem ser do ti tipo po chic chican anas as,, conj conjun unto to de cort cortin inas as vert vertic icai aiss form forman ando do comp compar arti time ment ntos os em séri série; e; Nos Nos de floculação mecânica a energia utilizada para formação dos flocos é fornecida por agitadores, acionados por sistema eletromecânico. Os ti tipos pos mais mais comuns comuns de flocul floculad adore oress mecân mecânic icos os são os de eixo eixo verti vertical cal e horizontal. Com agitadores de do tipo paleta, do tipo hélice e do tipo turbina de fluxo axial. Cada um destes tipos de equipamentos possui um consumo de energia elétrica devida aos motores existentes para os acionamentos (BARROS, 2005; MACEDO, 2004). 23

3.5.1.4 Teoria da Decantação ou Sedimentação A decantação ou sedimentação é um processo dinâmico de separação de partículas partículas sólida sólidass suspe suspensa nsass nas nas águas águas,, consi consiste ste na uti utili liza zaçã çãoo da força força gravit gravitac acion ional al para para separa separar  r   partículas de densidade superior a da água, depositando-as em uma superfície ou zona de armazenamento. Essas partículas, sendo mais pesadas do que a água, tenderá a cair para o fundo, com certa velocidade (NETTO, 1977). Sedimentação Sedimentação é o efeito da gravidade sobre as partículas suspensas num liquido de densidade inferior. Sob a influencia da gravidade, qualquer partícula com densidade maior  que a da água se sedimentara com velocidade crescente até o momento em que a resistência do liquido se igualar ao peso efetivo da partícula (LEME, 1984). A temperatura da água influência na sedimentação através da viscosidade, que influencia na velocidade das partículas, assim as sedimentação é mais eficiente em águas de temperaturas mais e elevados por nestas a viscosidade diminui (LEME, 1984). As unid unidad ades es onde onde se real realiz izaa o proc proces esso so de deca decant ntaç ação ão são são deno denomi mina nada dass de decantadores. Tipos de decantadores: a) Em função do escoamento escoamento da água •

Decantadores de escoamento horizontal: a água escoa na direção longitudinal, sendo

que o comprimento comprimento é a dimensão predominante; •

Decantadores de escoamento vertical: a água escoa em movimento ascendente da parte

inferior até a superfície dos tanques;  b) Em função das condições de funcionamento •

Decantadores do tipo clássico ou convencional: são aqueles em que se processa apenas

a sedimentação com água já floculada. •

Decantadores com contato de sólidos: são aqueles que promovem simultaneamente a

agitação, floculação e a decantação. •

Decantadores com escoamento laminar: o escoamento se dá em regime laminar. A eficiência de funcionamento de um decantador depende das condições em que a

água entre e se distribui na unidade. Ou seja, a distribuição da água a ser decantada deve ser  tão uniforme quanto possível (NETTO, 1979). 24

3.5.1.5 Teoria da filtração É um processo físico e químico empregado na purificação da água que remove impu im pure reza zass coli colida dais is atra atravé véss de sua sua pass passag agem em por por um meio meio poro poroso so que que é cons consti titu tuíd ídoo normalmente de um leito de areia ou outro material granular. A água ao encher os poros deixa as impurezas nas aberturas ou sobre o próprio material granular e os mecanismos de natureza física e química envolvidos na filtração são a adsorção, a floculação, a sedimentação e a coagem (LEME, 1984) A adsorção, que caracteriza a adesão das impurezas á superfície dos grãos do leito filtrante um fator importante no trabalho dos filtros e depende das características físicas da suspensão e do filtro, sendo uma função da granulometria do leito e dos flocos. A floculação e a sedimentação, embora sejam de menor importância, ocorre no interior dos poros, devendose a elas o crescimento que se processa em alguns flocos em virtude da oportunidade  permitida pelo contato entre as partículas, graças ao qual os flocos ficam retidos nos poros. A coagem é a retenção pura e simples que se processa nos flocos de maior tamanho que os poros existentes. existentes. (LEME, 1984).

3.5.1.5.1 Classificação dos filtros A classificação dos filtros pode ser feita de acordo com o material filtrante, de acordo a disposição do material filtrante, de acordo com o sentido de escoamento da água ou de acordo com a taxa de velocidade da filtração. Veja tabela 01 (LEME, 1984). O meio filtrante pode ser constituído de diferentes materiais (antracito, areia e granada) na filtração descendente; na filtração direta ascendente, emprega-se apenas areia como meio filtrante e pedregulho na camada suporte. Na filtração direta ascendente, ascendente, em geral, o meio filtrante é constituído de areia com grãos se comparado com a filtração filtração descendente, o que leva a um maior consumo de água de lavagem na filtração (MACÊDO, 2004). O filtro rápido é formado de uma camada de areia, e pode ainda, possui uma outra camada de um meio poroso mais grosso e menos denso, como o antracito, que é colocado sobre a areia, o que permite taxas de filtração ainda maiores. Em média a taxa nominal de filtração dos filtros de uma camada, está compreendida entre 120 e 360 m 3 / m 2dia; enquanto os de duas camadas variam de 240 a 600 m 3/m2 dia (RICHTER e AZEVEDO NETO, 1991).

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Tipo de material do meio filtrante. De areia;

Disposição do material do leito filtrante.

Em camadas superpostas de De areia

De

Sentido de escoamento da água.

carvão

antracinto; De carvão-areia;

com

escoamento Lentos;

granulom lometri tria descendente;

diferente; ou Em camadas de areia e carvão; Em

Velocidade ou taxa de filtração.

camadas

antracinto, garnet; De terra diatomácea; De antrac antracinto into,, areia areia e De leito misturado.

de

Rápidos;

areia, De

escoamento De pressão;

ascendente; De gravidade. Duplo escoamento.

garnet.

Tabela 01: Classificação dos filtros. Os filtros de gravidade de grande área - com finalidade de obter economia –    podem ser subdivididos em duas câmaras: filtros simples e filtros duplos. Os filtros de camada única utilizam-se a camada torpedo que é uma camada de areia mais grossa, com espessura de 0,08 a 0,125 m, colocada sob a camada filtrante de areia. A cama camada da de pedr pedreg egul ulho ho asse assent ntaa sobr sobree um umaa plac placaa prov provid idaa de orif orifíc ício ios, s, denominada de fundo falso, situado pouca acima do fundo verdadeiro. É composta de cinco subcamadas, recebe também o nome de camada suporte. Os filtros rápidos são lavados contracorrente, ou seja, por inversão de fluxo, com uma vazão capaz de assegurar a expansão adequada para o meio filtrante. Expansões acima de 50% são indesejáveis, porque reduzem o processo de atrito entre os grãos e permitem a perda do material filtrante. Na prática consideram-se como ideal, as expansões do material filtrante que variam de 25 a 50% (sendo o valor mais comum de 40%). No filtro de duas camadas, além da temperatura da água, velocidade ascensional da água de lavagem, deve-se levar em consideração a expansão da areia e do antracito. Atualmente, recomenda-se que a velocidade ascensional ascensional não seja inferior a 0,80 m/s (RICHTER e AZEVEDO Neto, 1991). Os filtros, após certo período de trabalho, precisam ser submetidos a uma limpeza feita por uma lavagem hidráulica por reversão do escoamento executada no próprio leito filtrante. Esta lavagem algumas vezes pode ser auxiliada pela condução de jatos de água no interior do leito expandido por meio de injeções de ar antes ou durante a lavagem (LEME, 1984).

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3.6 TRATAMENTO DE ÁGUA DE MANACIAL SUBTERRÂNEO Uma parte da água da chuva, que se infiltra no solo, reaparece à superfície deste, não somente como agente capaz de manter uma certa uniformidade na descarga dos cursos d’água como também sob a forma de poços e fontes. Água Subterrânea pode ser definida como a água existente no subsolo. Preenchendo os poros e fraturas das rochas, a água passa  por um processo de filtragem natural e fica acumulada, dando origem aos aqüíferos. A formação desses aqüíferos subterrâneos ocorre de formas variadas, com diversos níveis de  profundidade.  profundidade. Através da construção construção de poços artesianos, essa água pode ser captada para ser  utilizada utilizada no abastecimento abastecimento público (AGUA.BIO, 2008; HARDENBERGH, 1964). As águas águas subterrân subterrâneas eas normalme normalmente nte contêm contêm menos menos bactéria bactérias, s, menos menos matéria matéria orgânica e maior quantidade de substâncias minerais do que as águas de superfície. Com exceção dos terrenos calcáreos, as águas subterrâneas podem carregar grande quantidade de matéria orgânica e bactérias, uma vez que circulam elas nesses terrenos através das fendas e canais que ordinário ali se formam por efeito da erosão (HARDENBERGH, 1964). A água de lençóis subterrâneos muito profundos tem geralmente uma excelente quali qualidad dade, e, aprese apresenta ntando ndo um umaa compos composiçã içãoo consta constante nte num mesmo mesmo lenço lençol,l, sendo sendo menos menos vulnerável à poluição que a água de camadas menos profundas (NATURLINK, 2008). De um modo geral, a água subterrânea não contém oxigênio dissolvido. Podem encontrar-se neste tipo de água algumas substâncias como o gás carbônico, ferro, manganês, amônia ou ácidos húmicos e mais raramente nitratos e pesticidas, quando em zonas onde se  pratica uma agricultura intensiva (NATURLINK, 2008). Os poços artesianos fornecem água que jorra sem necessidade de meios de eleva elevação ção mecân mecânica ica.. O poço poço semi-a semi-arte rtesi siano ano també também m ating atingee o lenço lençoll freát freátic icoo a grande grandess  profundidades, mas, no entanto, necessita de um mecanismo de elevação da água até a superfície, Para esta elevação de água do subsolo são utilizados sistemas motores-bombas. Quando o manancial fornece água naturalmente potável, o tratamento pode ser dispensado. Depois de captada, a água proveniente dos poços é levada para um reservatório apropriado e recebe o tratamento adequado. O tratamento se dá em função dos problemas existentes, podendo-se recorrer às seguintes tecnologias de tratamento para tornar a água  potável (NATURLINK, 2008): •

Arejamento: para oxigenar e retirar gás carbônico;

27

•

Filtração: através de areia para eliminar ferro e manganês e eventualmente amônia;

•

 Desinfecção:

para para gara garant ntir ir a qual qualid idad adee bact bacter erio ioló lógi gica ca dura durant ntee a aduç adução ão até até à

distribuição. A desinfecção é realizada geralmente com cloro através de uma solução de hipoclorito hipoclorito de sódio (NaOCl); •

Tratamentos específicos :

para eliminação de nitratos e pesticidas (por exemplo, remoção

de azoto e filtração em carvão ativado granular, respectivamente).

3.7 DESINFECÇÃO A importância da desinfecção da água está intimamente ligada ao problema da sua segurança sanitária, conseguida através da eliminação dos agentes capazes de produzir as doenças de veiculação hídrica. Ela só pôde ser realmente conhecida pelo homem após as experiências de Pasteur, que comprovaram a tese de que as doenças eram produzidas por  micr mi cror orga gani nism smos os.. O empr empreg egoo da desi desinf nfec ecçã çãoo no trat tratam amen ento to da água água perm permit itiu iu que que se conseguissem excelentes resultados na eficiência do sistema de controle e eliminação de vários tipos de doenças. (LEMME, 1984). Tecnicamente, aplica-se a simples desinfecção como meio de tratamento para águas que apresentam boas características físicas e químicas, a fim de garantir seu aspecto  bacteriológico. É o caso das águas de vertentes ou nascentes, águas de fontes ou de poços  protegidos, que se encontram enquadradas na classe Especial da Resolução CONAMA nº 20/ 86. Na prática, a simples desinfecção, sem outro tratamento, é muito aplicada. Em épocas de surtos epidêmicos, a água de abastecimento público deve ter a dosagem de desinfetante aumentada. Em casos de emergências, deve-se garantir, por todos os meios, a água potável, e a desinfecção, em alguns casos, é mais prática que a fervura. A desinfecção é também aplicada à água após seu tratamento, para eliminar microorganismos patogênicos porventura  presentes no sistema de distribuição. A desinfecção é a destruição de microrganismos patogênicos presentes na água, incluindo bactérias, protozoários, vírus e algas capazes de infectar o homem através de seu consumo em água contaminada. A desinfecção pode ser feita por cloração, ozonação ou por  meio meio de radia radiaçã çãoo ult ultrav ravio iolet leta. a. Entre Entre os proces processos sos uti utili liza zados dos numa numa desin desinfec fecção ção o mais mais largamente empregado empregado no tratamento da água é a cloração (LEME, 1984). A cloração é a injeção de um produto químico clorado, altamente oxidante oxidante à água. A finalidade desta operação é oxidar diversas impurezas contidas na água. A cloração é usada 28

no tratamento de água para efetuar a desinfecção, visando á destruição de microorganismos  patogênicos,  patogênicos, controle dos microorganismos e para a oxidação. Como agente oxidante é usado na remoção de ferro e manganês, destruição de compostos causadores de gosto e odor, e na eliminação eliminação do N 2 amoniacal (MACEDO, 2004). O cloro é mais pesado do que o ar. Possui cor verde-amarelado, é um gás tóxico. O cloro em reação com a água tende a abaixar o pH desta, enquanto os hipocloritos tende a aumentá-los. É um agente oxidante forte; reagindo reagindo com uma grande numero de substâncias. substâncias. O cloro líquido é extremamente extremamente corrosivo, as tubulações tubulações deverão ser de materiais resistentes à corrosão. O seu vapor irrita o sistema respiratório, podendo causar acidentes se houver  exposição prolongada prolongada ao mesmo. Os hipocloritos são sais do ácido hipocloroso. hipocloroso. A forma mais util utiliz izad adaa é a do Hipo Hipocl clor orit itoo de Cálc Cálcio io (Ca( (Ca(OC OCl) l) 2. O hipo hipocl clor orit itoo de sódi sódioo (NaO (NaOCl Cl), ), normalmente está disponível no mercado na forma líquida, tendo concentração concentração entre 5 e 15% de cloro disponível. A maioria das estações de tratamento de água utiliza o cloro liquido ou gasoso por ser mais econômico (MORGADO, 1994). A pratica atual da desinfecção é baseada no estabelecimento de um dado residual de cloro durante o tratamento e, depois, manter um outro valor adequado até atingir o consumidor. consumidor. Assim, a maior parte de qualidade da água tratada se resume na determinação do residual de cloro no sistema de distribuição (MORGADO, 1994).

3.8 FLUORETAÇÃO Fluoretação é um processo utilizado para a aplicação de produtos de flúor na água de abastecimento público, constituído de uma simples adição de maneira controlada. O flúor  traz efeitos benéficos se a criança o ingere regularmente, desde o seu nascimento até a formação dos dentes. A estatística, estatística, incluindo as efetuadas em algumas cidades brasileiras, brasileiras, tem comprovado sua eficiência na redução de 50 a 70% da incidência de cáries. A fluoretação sendo um processo simples, seguro, barato e de grande alcance social vem tendo gradativa aceitação aceitação em nosso país (SABESP, 2008). Os compostos mais utilizados no processo de fluoretação são: fluorsilicato de amônio [(NH4)2SiF6] que se apresenta como cristais brancos; fluorita ou fluoreto de cálcio (CaF2) na forma de pó; ácido fluorsilicíco (H 2SF6) como líquido altamente altamente corrosivo; fluoreto de sódio (NaF) sob forma de pó e flúorsilicato de sódio (Na 2SiF6) (YAGUINUMA, 1979).

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Além da redução dos níveis de cáries, a fluoretação das águas contribui para a maturação do esmalte, esmalte, e estes estes impactos impactos são mais mais sensíveis sensíveis nas populações populações de baixa baixa renda. O excesso da concentração do íon fluoreto na água, responsável pelo desfiguramento do esmalte e causando manchas nos dentes (YAGUINUMA, 1979).

3.9 CORREÇÃO DO pH Ocorre 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 (COPASA, 2008). A corrosão de canalizações, válvulas e equipamentos metálicos representam um grande prejuízo anual para os serviços de abastecimento da água. As tubulações corroídas, além de terem a sua vida útil reduzida, apresentam menor capacidade de condução de água (NETTO, 1977). Depois do tratamento químico para o tratamento da água, estas ficam agressivas e geralmente mais corrosivas do que as águas naturais. Algumas impurezas (CO 2, ácidos diluídos, cloretos) cloretos) presentes nas águas podem favorecer e acelerar a corrosão (NETTO, 1977). As águas tratadas, antes de serem distribuídas, deveram ser alcalinizadas, isto é, deverão receber uma quantidade de um alcalinizante para que ocorra correção do Ph, ou seja , a elevação do pH, tornando a água menos ácida ( NETTO, 1977).

3.10 RESERVAÇÃO   Nos serviços de água os reservatórios são usados para repesar a água, pára acumular água, para equilibrar vazões, para equilibrar pressões no sistema de distribuição e   par paraa outr outros os fins fins.. Um rese reserv rvat atór ório io usad usadoo para para arma armaze zena narr água água é um rese reserv rvat atór ório io de armazenamento, armazenamento, o que é usado para compensar as vazões é um reservatório de compensação e o que é usado para compensar as pressões num sistema de distribuição é conhecido como um reservatório de distribuição. Um reservatório de compensação situado no lado da sucção de uma bomba pode ser chamado câmara de sucção, poço de sucção ou poço úmido. Os reservatórios são usados para uma multiplicidade multiplicidade de objetivos (BABITT, 1976).  No sistema de distribuição os reservatórios podem ser  classificados, de acordo com sua posição, como superficial ou elevado, ou de acordo com o material com que foram 30

construídos, tais como aço, concreto, madeira ou terra (BABITT, 1976; HARDENBERGH, 1964). Após o tratamento, a água segue para a distribuição para a população, ou então,  para a reservação estratégica em reservatórios de água tratada. Os reservatórios podem ser ao nível do terreno, enterrados ou semi-enterrados, elevados e standpipes. Os reservatórios elevados estão numa estrutura de sustentação e são empregados quando há necessidade de aume aument ntar ar a pres pressã sãoo em cons conseq eqüê üênc ncia ia de cond condiç içõe õess topo topogr gráf áfic icas as.. Os stan standp dpip ipes es são são reservatórios de grande diâmetro, assentados verticalmente sobre o terreno. Seu objetivo é a equalização equalização da pressão na rede r ede (PUPPI, 1981; COPASA, 2008).  No processo de abastecimento abastecimento os reservatórios têm como principais funções operar  como reguladores da distribuição, atendendo à variação horária do consumo, assegurando uma reserva d'água para atender as condições de emergência, atender à demanda no caso de inte interru rrupç pçõe õess de ener energi giaa elét elétri rica ca e a manu manute tenç nção ão de pres pressõ sões es na rede rede dist distri ribu buid idor oraa (HARDENBERGH, 1964).

3.11 DISTRIBUIÇÃO O proj projet etoo de um sist sistem emaa de dist distri ribu buiç ição ão comp compre reen ende de os segu seguin inte tess pont pontos os carac caracter terís ísti ticos cos:: a seleçã seleçãoo do méto método do de armaze armazenam nament entoo e de distri distribui buiçã çãoo de água; água; a determinação determinação da pressão exigida nas tubulações; a localização dos vários reservatórios, tubos, registros, válvulas e hidrantes; e os cálculos para a determinação das capacidades dos reservatórios e dos diâmetros das tubulações. Antes de iniciar o projeto, é necessário obter  informações fundamentais por meio de levantamentos completos e preparo de plantas que  possam ser usadas no estudo do sistema (HARDENBERGH, 1964). Um sistema de distribuição de água inclui tubos, registros, hidrantes e acessórios   para para o transp transport ortee da água; água; reserv reservat atóri órios os para para fins fins de armaze armazenam nament ento, o, comp compens ensaç ação ão e distribuição; tubos de derivação para os consumidores; hidrômetros; e todas as demais peças do sistema de transporte, após a água deixar a estação de bombeamento ou os reservatórios de distribuição. Uma rede de distribuição atravessa todas as ruas da cidade, onde, em frente a cada um dos prédios é efetuada uma ligação a um outro tubo de menor diâmetro denominado ramal predial. Este ramal se encarregará de abastecer os consumidores. (BABITT, 1976). O traçado dos sistemas de distribuição pode ser classificado, por conveniência, como: (1) sistemas em anel ou circuitos; (2) sistemas em malha e (3) sistemas em árvore. Os 31

nomes são descritivos da maneira pela quais os tubos de distribuição são dispostos no plano. A maioria dos sistemas de distribuição contém aspectos de cada tipo de traçado; praticamente nenh nenhum um é um exem exempl ploo de apen apenas as um sist sistem ema, a, embo embora ra o sist sistem emaa em malh malhaa seja seja,,  provavelmente,  provavelmente, o mais comum, especialmente nas grandes cidades (BABITT, 1976). Numa rede malhada as tubulações são distribuídas pela área a ser abastecida, formando malhas. A água circula em qualquer direção de acordo com as solicitações do consumo, evitando assim as extremidades mortas no sistema. As redes malhadas são as mais comuns, já que quase todos os centros urbanos se estendem em várias direções. No caso de cidades pequenas, pode haver um único anel; nas cidades maiores, poderão existir diversos, cada qual abastecendo um determinado setor da cidade. Quando a pressão se situa numa faixa abaixo do satisfatório, o sistema encontra-se  prejudicado, pois não conta com pressão mínima que permita ao usuário receber água em vazão vazão sufi sufici cient ente, e, ou seque sequerr recebe receberr água. água. A pressã pressãoo insufi insufici cient entee na rede rede ainda ainda pode pode comprometer a qualidade da água fornecida, uma vez que as infiltrações poderão ocorrer  sendo a pressão externa à rede maior que a interna. Já quando a pressão for maior que o satisfatório, satisfatório, a rede estará mais propensa a vazamentos. vazamentos. A suficiência de um sistema de distribuição é determinada pelas pressões que existem em vários pontos do mesmo, sob condições de operação. Por outro lado, as pressões devem ser suficientes para atender aos consumidores e à demanda contra incêndio; por outro lado, as pressões desnecessariamente desnecessariamente altas são onerosas (BABITT, 1976).

3.12 QUALIDADE DA ÁGUA A água água a ser ser usad usadaa num num supr suprim imen ento to públ públic icoo deve deve ser ser potá potáve vel, l, não não deve deve ser  ser  quimicamente pura, porque a água carente de matéria dissolvida e em suspensão não tem  paladar e é anti-higiênica, acredita-se que a presença de certos minerais na água é essencial à saúde, e por este motivo algumas águas são consideradas mais saudáveis que outras. A água que é ideal como bebida, pode não ser própria para outros fins (BABITT, 1976). Água quimicamente pura não é encontrada na natureza, devido ao seu poder  solvente quase universal. As águas naturais podem ser poluídas pela drenagem das áreas urbanas e rurais. A água poluída é definida como uma água inofensiva maculada pelo esgoto ou outros líquidos ou suspensões, tornando-se ofensiva a visão e ao olfato, e insatisfatória  para bebida, uso doméstico ou fins industriais. Água contaminada é aquela especificamente 32

 poluída pela introdução de materiais tóxicos, bactérias, ou outras substâncias deletérias, as quai quaiss torn tornam am a água água im impr próp ópri riaa para para uso. uso. Água Água infe infect ctad adaa é aque aquela la cont contam amin inad adaa com com organismos patogênicos (BABITT, 1976). A qualidade de um manancial proposto para o suprimento público de água deve ser apreciada tendo por base uma pesquisa sanitária do mesmo, uma análise completa, e um estudo das considerações econômicas e estéticas estéticas envolvidas (BABITT, 1976). A quali qualidad dadee de um umaa água água é defini definida da por sua compo composiç sição ão quí quími mica, ca, física física e  bacteriológica.  bacteriológica. Para o consumo humano há necessidade de uma água pura e saudável, livre de matéria suspensa visível, cor, gosto e odor, de quaisquer organismos capazes de provocar  enfermidades e de quaisquer substâncias orgânicas ou inorgânicas que possam produzir  efeitos fisiológicos prejudiciais (LEME, 1984). A qualidade de determinada água é avaliada por um conjunto de parâmetros determinados por uma série de análises físicas, químicas e bacteriológicas (RICHTER e AZEVEDO Neto, 1991).

3.12.1 Variáveis Físico-Químicas das Águas 3.12.1.1 Cor A cor na água é, usualmente, devido a matéria orgânica em suspensão coloidal,   poden podendo, do, porém porém,, ser devid devidoo a matér matéria ia mi miner neral al em soluç solução, ão, como como um colói colóide, de, ou em suspensão. Os materiais corantes podem ser associados pelas águas de superfície ao fluir  através de pântanos, ou pelas águas subterrâneas ao dissolverem minerais. As águas túrbidas são menos prováveis de ser altamente coloridas como as águas claras, devido a possível remoção de matéria coloidal por adsorção nas maiores partículas da matéria em suspensão, que causa turbidez (BABITT, 1976). A cor de uma amostra de água está associada ao grau de redução de intensidade que a luz sofre ao atravessa, devido à presença de sólidos dissolvidos, principalmente material em estado coloidal orgânico e inorgânico. Dentre os colóides colóides orgânicos pode-se mencionar os ácidos ácidos húmico húmico e fúlvi fúlvico, co, substâ substânci ncias as natura naturais is resul resultan tante tess da decomp decomposi osiçã çãoo parci parcial al de compostos orgânicos presentes presentes em folhas, dentre outros substratos (CETESB, 2008) A cor da água é o resultado principalmente dos processos de decomposição que ocorrem no meio ambiente. Por isso, as águas superficiais estão mais sujeitas a ter cor do que 33

as águas subterrâneas. Além disso, pode-se ter cor devido à presença de alguns íons metálicos como ferro e manganês, plâncton, plâncton, macrofilas e despejos industriais industriais (MACEDO, 2004). A cor, em sistemas públicos de abastecimento de água, é esteticamente indesejável  para o consumidor e economicamente prejudicial algumas indústrias. A cor é medida em uH, unidade de escala de Hanzen-platina/cobalto.Os padrões de potabilidade de água para o consumo humano descrito na portaria 518/2004 do Ministério da Saúde , estabelece para água tratada o limite recomendado de 15 unidades de cor(MACÊDO, 2004).

3.12.1.2 Turbidez A turbidez de uma amostra de água é o grau de atenuação de intensidade que um feixe de luz sofre ao atravessá-la (e esta redução se dá por absorção e espalhamento, uma vez que as partículas que provocam turbidez nas águas são maiores que o comprimento de onda da luz branca), devido à presença de sólidos em suspensão, tais como partículas inorgânicas (areia, silte, argila) e de detritos orgânicos, algas e bactérias, plâncton em geral, etc. A erosão das margens dos rios em estações chuvosas é um exemplo de fenômeno que resulta em aumento da turbidez das águas e que exigem manobras operacionais, como alterações nas dosagens de coagulantes e auxiliares, nas estações de tratamento de águas (CETESB, 2008). Os esgotos sanitários e diversos efluentes efluentes industriais industriais também provocam elevações na turbidez das águas. Um exemplo típico deste fato ocorre em conseqüência das atividades de mineração, onde os aumentos excessivos de turbidez têm provocado formação de grandes  bancos de lodo em rios e alterações no ecossistema aquático (CETESB, 2008). Alta turbidez reduz a fotossíntese de vegetação enraizada submersa e algas. Esse desenvolvimento reduzido de plantas pode, por sua vez, suprimir a produtividade de peixes. Logo, a turbidez pode influenciar nas comunidades biológicas aquáticas. Além disso, afeta adversamente adversamente os usos doméstico, industrial industrial e recreacional recreacional de uma água (CETESB, 2008). O método padrão para medir a turbidez é feito pelo “Turbidímetro de Jackson”, que consiste essencialmente de uma vela e um tubo de vidro calibrado. È um método visual, que se baseia na determinação da altura de uma coluna de amostra de água, que, observada verticalmente, faz com que a imagem da chama da vela deixe ser visível. Atualmente, utilizam-se os métodos denominados nefelométricos, mais sensíveis, que consistem em equipamento com luz de tungstênio e detectores fotoelétricos, capazes de detectar a luz que é dispersa num ângulo de 90 0C com a luz incidente. A unidade de turbidez 34

  passou a ser denominada de “unidades nefelométricas de turbidez” (UNT) (RICHTER e AZEVEDO Neto, 1991).

3.12.1.3 Sabor e Odor Sabores e odores na água podem resultar de um ou combinações de fatores, como a presença de microrganismos; mortos ou vivos, gases dissolvidos, tal como o sulfeto de hidrogênio, metano, dióxido de carbono, ou oxigênio, matéria orgânica, substâncias substâncias minerais, tal como cloreto de sódio, compostos de ferro, e carbonatos e sulfatos de outros elementos, e fenóis e outras matérias alcatroadas e oleosas, ou ainda de fontes industriais de poluição (BABITT, 1976). A água pura não produz sensação de odor ou sabor nos sentidos humanos. Espe1cialmente após a cloração. Alguns gostos, tais como aqueles conferidos pelo oxigênio dissolvido ou dióxido de carbono, são desejáveis desejáveis (BABIT, 1976; MACÊDO, 2004). A detecção de sabor e odor e sua quantificação quantificação são bastante difíceis, pois depende, exclusivamente, da sensibilidade dos sentidos humanos. Além disso, essa sensibilidade varia de indivíduo para indivíduo e tende a diminuir com a constante exposição (MACÊDO, 2004).

3.12.1.4 Temperatura A temperatura desempenha um papel principal de controle no meio aquático, condicionando condicionando as influências de uma série de parâmetros físico-químicos. Em geral, à medida que a temp tempera eratu tura ra aumen aumenta ta a visco viscosi sidad dade, e, tensã tensãoo superf superfic icial ial,, compre compressi ssibil bilida idade, de, calor  calor  específico, constante de ionização e calor latente de vaporização diminuem, enquanto a condutividade térmica e a pressão de vapor aumentam as solubilidades com a elevação da temperatura. Organismos aquáticos possuem limites de tolerância térmica superior e inferior, temper temperatu aturas ras óti ótimas mas para para cresci crescime mento nto,, tempe temperat ratura ura prefer preferid idaa em gradi gradient entes es térmi térmico coss e limitações limitações de temperatura temperatura para migração, desova e incubação do ovo (CESTEB, 2008).

3.12.1.5 Potencial Hidrogeniônico (pH) O pH é uma medida que estabelece a condição ácida ou alcalina da água sendo importante em cada fase do tratamento da água. É um parâmetro de caráter operacional que deve deve ser ser acom acompa panh nhad adoo para para otim otimiz izar ar os proc proces esso soss de trat tratam amen ento to e pres preser erva varr as tubulações contra corrosões ou entupimentos. É um parâmetro que não tem risco sanitário associado diretamente diretamente à sua medida (SABESP, 2008). 35

A concentração do íon hidrogênio numa solução é geralmente expressa em termos do seu pH. O pH é o logaritmo, ou logaritmo negativo, do inverso da concentração do íon hidrogênio, quando expresso em moles por litro. Modificações na concentração do íon hidrogênio num suprimento de água as vezes afetam o metabolismo dos consumidores. A maioria dos suprimentos de água tem um pH entre 6,8 e 7,2, porém existem águas potáveis com um pH além desta faixa. Valores menores podem indicar corrosividade e valores elevados elevados podem podem indi indicar car possibil possibilida idade de de efeitos efeitos fisiológ fisiológicos icos,, assenta assentament mentoo de crosta crosta ou sedimento, sedimento, ou dificuldade dificuldade na cloração (BABITT, 1976). + Podemos determinar determinar o valor do pH de acordo com a equação:  pH= -log 10 10 [H  ].

Algu Algum mas sub substân stânci cias as são são usad usadas as como como indi indica cado dore ress e pos possibi sibili lita tam m um umaa determinação aproximada do pH por sofrer alterações de cor a vários níveis de pH. Algumas gotas adicionadas a uma amostra, dão a esta amostra uma certa coloração que, comparada a um disco colorímetro, corresponde ao valor do pH (RICHTER e NETTO, 1991). Também se pode fazer leitura do pH através de pHmetros com eletrodos de vidro. Esses aparelhos são mais precisos, além de sofrerem interferências de cor, turbidez ou variedade de íons.   Nos Nos sist sistem emas as de abas abaste teci cim mento ento públ públic icoo de água água,, o pH está está gera geralm lmen ente te compreendido entre 6,5 e 9,5. De modo geral, águas de pH baixo tendem a ser corrosivas ou agressivas a certos metais, paredes de concreto e superfícies de cimento-amianto, enquanto que águas de alto pH tendem a formar incrustações (RICHTER e NETTO, 1991). De acordo com a Portaria 518/04 do Ministério da Saúde a faixa recomendada de  pH na água distribuída é de 6,0 a 9,5 (SABESP, 2008).

3.12.1.6 Alcalinidade A alcal alcalin inida idade de repres represent entaa o teor teor de carbo carbonat natos, os, bicarb bicarbona onato to e hid hidróx róxid idos os e, ocasio ocasional nalme mente nte,, silic silicat atos os e fosfat fosfatos os presen presente tess na água. água. A alca alcali linid nidade ade é comume comumente nte encontrada nas águas naturais sob forma de carbonato de sódio ou bicarbonato de cálcio e magnésio. A alcalinidade cáustica, causada por hidróxidos, é uma caracter5stica indesejável. É raramente encontrada nas águas naturais (BABITT, 1976). A quantificação da alcalinidade em uma água tem grande importância, pois se relaciona com o processo de coagulação com floculantes, que é uma das etapas do tratamento tratamento 36

convencional de água e com a prevenção de incrustações e da corrosão de canalizações de ferro fundido (MACÊDO, 2004). Os três tipos de alcalinidade são possíveis de serem encontradas em uma água natural, alcalinidade a hidróxido (OH -), a carbonato (CO3-), e a bicarbonato (HCO 3-). Sendo que, somente dois tipos podem estar presentes simultaneamente numa mesma amostra, pois haveria uma reação entre hidróxidos e bicarbonatos, que levaria a forma de carbonatos. A tabela 02 apresenta a relação entre o pH e as alcalinidade (MACÊDO, 2004).

Faixa de pH Alcalinidade > 9,4 Hidróxidos e carbonatos 8,3 – 9,4 Carbonatos e bicarbonatos 4,4 – 8,3 Bicarbonatos Tabela 02: A relação entre pH e as diversas formas de alcalinidade.

3.12.1.7 Dureza A propriedade da água conhecida por dureza é devida principalmente à presença de carbonatos, bicarbonatos, sulfatos ou outros compostos de cálcio e magnésio. Compostos de cálcio são a causa mais comum de dureza nos abastecimentos d’água, pois são facilmente dissolvidos dissolvidos dos depósitos de calcáreo. Todavia, os compostos compostos de magnésio são também causa importante de dureza. Em um grau menor, a dureza pode ser causada por certos compostos de ferro e alumínio (HARDENBERGH, 1964). A dureza na água é a característica que evita a espuma do sabão. Esta condição é causad causada, a, princi principa palme lmente nte,, pelos pelos cáti cátions ons biv bival alent entes es de cálci cálcioo e magné magnésio sio.. Os princi principa pais is compostos solúveis, exigindo remoção no abrandamento dos suprimentos públicos de água, são os carbonatos e os sulfatos de cálcio e magnésio. Os cloretos e os nitratos desses dois elementos são eficazes, em menor grau, em causar dureza na maioria das águas naturais (BABITT, 1976). A dureza na água é comumente classificada em dureza temporária e dureza  permanente. A dureza temporária pode ser removida pela ebulição da água, o que não se dá com a dureza permanente. Para fins técnicos, uma classificação melhor da dureza é a que se designa pelos termos dureza de carbonato e dureza sem carbonato. A dureza de carbonato é devida a carbonatos e bicarbonatos de cálcio e magnésio; e a dureza sem carbonato é devido a 37

sulfatos, cloretos e nitratos de cálcio e magnésio, e a outros compostos não carbonatados que causam dureza. A fervura não remove da água toda a dureza de carbonato e, por conseguinte, dureza temporária não é o mesmo que dureza de carbonato (HARDENBERGH, 1964). Os níveis de dureza dão classificação das águas em relação à suas respectivas durezas. A Tabela 03 abaixo mostra a classificação classificação da água. O valor máximo permitido para a dureza total é de 500 mg de CaCO 3/ L, segundo a Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde

(RICHTER e AZEVEDO Neto, 1991; MS, 2004) . Classificação da água Concentração de CaCO 3/L Águas moles < 50 mg CaCO3/L Águas de dureza moderada Entre 50 e 150 mg CaCO 3/L Águas duras Entre 150 e 300 mg CaCO 3/L Águas muito duras > A 300 mg CaCO 3/L Tabela 03: classificação da água em função dos níveis de dureza 3.12.1.7 Cloretos A presença de cloretos numa concentração mais elevada que a encontrada nas água águass natu natura rais is numa numa regi região ão é um umaa indi indica caçã çãoo de polu poluiç ição ão.. Um exce excess ssoo de clor cloret etos os é usualmente usualmente um sinal de perigo. Como os cloretos solúveis não são comumente afetados pelos   processo processoss biol biológic ógicos os são reduzidos reduzidos em concentr concentração ação principal principalment mentee por dilu diluição ição.. Teor  elevado de cloreto é indesejável para algumas finalidades industriais e pode aumentar a corrosividade corrosividade da água (BABITT, 1976). O teor elevado de cloretos é um indicador de poluição por esgotos domésticos nas águas naturais e podem interferir na coagulação e floculação, etapas do tratamento de água Além de inferir um sabor salgado na água. O teor de cloretos é utilizado na caracterização de águas brutas. O valor máximo permitido é de 250 mg de CL - / L para água tratada, segundo a  portaria 518/2004 do Ministério da Saúde (MACÊDO, 2004: MS, 2004).

3.12.1.8 Ferro Total O ferro é objetável num abastecimento público de água porque mancha as peças de louça lou ça sanit sanitári ária, a, roupa roupass e tecid tecidos os na lavage lavagem, m, pode pode causa causarr gostos gostos e odores odores,, e ofere oferece ce dificuldades nos processos de manufatura. O sulfato de ferro provoca acidez e corrói o metal ferroso e o latão. Para transportar águas ricas em sulfato de ferro são necessários tubos de

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  bro bronz nzee e reve revest stid idos os de chum chumbo bo.. A pres presen ença ça do ferro ferro na água água norm normal alme ment ntee não não tem tem significação significação sanitária. (BABITT, 1976). O ferro aparece principalmente em águas subterrâneas devido à dissolução do minério pelo gás carbônico da água. O ferro constitui-se em padrão de potabilidade, sendo o valor máximo permitido, segundo a Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde, concentração limite de 0,3 mg/L (CESTEB, 2008; MS, 2004) O carbonato ferroso é solúvel e frequentemente é encontrado em águas de poços contendo elevados níveis de concentração de ferro. Nas águas superficiais, o nível de ferro aumenta nas estações chuvosas devido devido ao carreamento carreamento de solos e a ocorrência de processos de erosão erosão das marge margens. ns. Também Também poderá poderá ser im impor portan tante te a contri contribui buição ção devida devida a eflue efluent ntes es industri industriais, ais, pois muit muitas as indústri indústrias as metalúrg metalúrgicas icas desenvol desenvolvem vem ativida atividades des de remoção remoção da camada oxidada (ferrugem) das peças antes de seu uso, processo conhecido por decapagem, que que norma rmalment ente é proc rocedi edida atravé ravéss da passa ssagem da peça eça em banho anho ácid cido.  Nas águas tratadas para abastecimento público, o emprego de coagulantes a base de ferro  provoca elevação em seu teor (CESTEB, 2008). A presença de ferro influencia na etapa de coagulação e floculação no tratamento de águas para abastecimento. As águas que contêm ferro caracterizam-se por apresentar cor  elevada e turbidez baixa. Os flocos formados geralmente são pequenos e com velocidades de sedimentação muito baixa. Em muitas estações de tratamento de água este problema é resolvido, através da oxidação do ferro, mediante a aplicação de cloro, a chamada précloração (CESTEB, 2008; MACÊDO, 2004).

3.12.1.9 Nitratos e Nitritos O nitrogênio é um gás inerte constituindo cerca de 80 por cento da atmosfera. Não tem significação sanitária na água. Numa análise sanitária da água os compostos de nitrogênio são registrados como nitrogênio orgânico total, amônia albuminóide, amônia livre, nitritos e nitrat nit ratos. os. A presen presença ça de compo composto stoss de nit nitrog rogêni ênioo na água água é usual usualme ment ntee admiti admitida da como como indic ind icaçã açãoo da presen presença ça de matéri matériaa orgâni orgânica ca.. A nature natureza za do compos composto to ind indic icaa a relat relativa iva remotividade do contato da água com a matéria orgânica. A amônia livre ou albuminóide na água é considerada, geralmente, evidência de poluição recente, exceto se presente em baixa concentração. concentração. Na água tratada os compostos nitrogenados nitrogenados servem para posterior proliferação, nas canali canalizaç zações ões de distri distribui buiçã çãoo e nos reserv reservat atóri órios, os, e são consi consider derado adoss indes indesejá ejávei veiss (BABITT, 1976). 39

O nitrogênio em recursos hídricos pode se apresentar de diversas formas, como nitrato (NO3-), nitrito (NO2-), amônia (NH 3), nitrogênio molecular (N 2) e nitrogênio orgânico. É um elemento indispensável para crescimento de algas, entretanto, quando em grande quantidade, também pode levar a um processo de eutrofização de lagos e represas. O VPM  para nitratos é de 10 mg de N/L; e para o nitrito e de 1 mg N/L, segundo a Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde (MACEDO, 2004; MS, 2004). São diversas as fontes de nitrogênio nas águas naturais. Os esgotos sanitários constituem em geral a principal fonte, lançando nas águas nitrogênio orgânico devido à  presença de proteínas e nitrogênio amoniacal, devido à hidrólise sofrida pela uréia na água. Alguns efluentes industriais também concorrem para as descargas de nitrogênio orgânico e amoniacal nas águas; A atmosfera é outra fonte importante devido a diversos mecanismos;   Nas Nas áreas áreas agríc agrícol olas, as, o escoam escoamen ento to das águas águas pluvi pluviais ais pelos pelos solos solos ferti fertili liza zados dos também também contribui para a presença de diversas formas de nitrogênio; Também nas áreas urbanas, as drenag drenagens ens de águas águas pluvi pluviais ais associ associada adass às defic deficiê iênci ncias as do siste sistema ma de lim limpe peza za públi pública ca,, constituem fonte difusa de difícil caracterização (CESTEB, 2008).

3.12.1.10 Alumínio O alumínio em concentração concentração apreciável não é comum nas águas naturais, podendo,   por porém ém,, ser ser diss dissol olvi vido do dos dos uten utensí síli lios os de cozi cozinh nha, a, nos nos supr suprim imen ento toss domé domést stic icos os,, sem sem significação higiênica. Os suprimentos de água tratados adequadamente com compostos de alumínio, tal como o sulfato de alumínio, contêm menos alumínio do que a água não tratada, devido à insolubilidade dos compostos de alumínio formados e sua remoção por sedimentação e filtração (BABITT, 1976).   Na água, o alumínio é complexado e influenciado pelo pH, temperatura e a  presença de fluoretos, sulfatos, matéria orgânica e outros ligantes. A solubilidade é baixa em  pH entre 5,5 e 6,0. O alumínio alumínio deve apresentar maiores concentrações concentrações em profundidade, profundidade, onde o pH é menor e pode ocorrer anaerobiose. anaerobiose. Se a estratificação, estratificação, e conseqüente anaerobiose, anaerobiose, não for muito forte, o teor de alumínio diminui no corpo de água como um todo, à medida que se distancia distancia a estação das chuvas. O aumento da concentração concentração de alumínio está associado com o  período de chuvas e, portanto, com a alta turbidez (CESTEB, 2008). A principal via de exposição humana não ocupacional é pela ingestão de alimentos e água. O acúmulo de alumínio no homem tem sido associado ao aumento de casos de demência senil do tipo Alzheimer. Brown (1989, apud Moore, 1990) correlacionou o aumento 40

do risco relativo da ocorrência do Mal de Alzheimer com o nível de alumínio na água de abastecimento. Não há indicação de carcinogenicidade para o alumínio (CESTEB, 2008).

3.12.2 Variáveis Microbiológicas das Águas São analisadas amostras de água de vários pontos do processo de produção de água. A qualidade microbiológica da água bruta e quaisquer alterações na carga microbiana  proporcionam informações importantes para as decisões operacionais sobre o tratamento da água. Também são colhidas amostras de água à saída da estação de tratamento, no sistema de distribuição, e deve incluir amostras colhidas nas torneiras dos clientes (LIGHTFOOT e MAIER, 2003). As espécies de bactérias são quase incontáveis, a vasta maioria sendo inofensiva ou benéfica ao homem. As bactérias que causam doenças no homem são conhecidas como   bact bactéri érias as patogê patogênic nicas, as, as bacté bactéria riass que não produz produzem em doenç doençaa são denom denomin inada adass não  patogênicas  patogênicas (HARDENBERGH, 1964). As bactérias que podem ser consideradas normais nas águas naturais e que não causam doenças no homem incluem os gêneros Pseudomonas e várias espécies do gênero Serratia, Flavobacteriuin e Chromobacfrrium . As bactérias não patogênicas que podem ser  carreadas do terreno para dentro da água incluem os gêneros da família  Bacilius,  Bacilius , como  B.subtilis e B. cereus variedades mycoides, mycoides ,   B. macerans e   B. polymyrax. polymyrax. Estas bactérias, incluindo o Sphaeroiilus dichotomus, dichotomus , não possuem significação sanitária, porém algumas  podem interferir com os testes padrões para os coliformes. As bactérias do ferro e do enxôfre, não têm significação sanitária, mas podem causar dificuldades dificuldades nos sistemas de distribuição de água, particularmente particularmente a deterioração deterioração da qualidade da água após tratamento (BABITT, 1976). As águas de abastecimento apresentam o risco de serem poluídas por águas residuárias e excretas de origem humana ou animal podendo, desta forma, conter organismos  patogênicos, tornando-se assim um veículo de transmissão de doenças. Por isso, impõe-se a necessidade necessidade de exames rotineiros das mesmas, par determinar seu grau de segurança do ponto  bacteriológico  bacteriológico (CETESB, 1984). O exam examee bact bacter erio ioló lógi gico co da água água cons consis iste te em duas duas part partes es prin princi cipa pais is:: (1) (1) a determinação do número total de bactérias por mililitro d’água, e (2) a determinação da  presença ou ausência na água de bactérias do grupo coliforme (HARDENBERGH, 1964).

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3.12.2.1 Contagem do número total de bactérias A determinação numérica das bactérias na água, consiste em diluir a amostra colocando 1 mililitro da mesma em 9 ou 99 mililitros de água (não destilada) esterilizada, a diluição dependendo do número provável de bactérias na amostra. Então, 1 mililitro da diluição bem misturada e 10 mililitros do meio de cultura, que é usualmente ágar ou gelatina, são colocados numa placa de Petri, deixando o meio solidificar. As placas inoculadas são colocadas na estufa. O período de incubação é de 24 ou 48 horas (BABITT, 1976). A contagem padrão de bactérias é utilizada para estimar a população de bactérias heterotróficas heterotróficas aeróbicas e anaeróbicas anaeróbicas facultativas, presentes na água, quem tem a capacidade capacidade de se desenvolver nas condições de nutrição, temperatura e tempo de incubação definidos  para o teste (CETESB, 1984). Um número elevado de bactérias não é obrigatoriamente indicativo de poluição, variações bruscas nos resultados dos exames podem ser interpretadas como poluição, águas  pouco poluídas geralmente apresentam apresentam resultados expressos por números baixos (RICHTER e  NETTO, 1991).

3.12.2.2 Coliformes Totais e Termotolerantes O grupo coliforme inclui todos os bacilos aeróbios ou anaeróbios facultativos, facultativos, que fermentam a lactose com formação de gás; não formam esporos e são Gram-negativos, isto é, não corados pelo corante de Gram (HARDENBERGH, 1964). As bactérias do grupo coliforme são consideradas os principais indicadores de contaminação fecal. O grupo coliforme é formado por um número de bactérias que inclui os gêneros  Klebsie  Klebsiella lla,, Escheric Escherichia, hia, Serrati Serratia, a, Erwenia Erwenia e Enteroba Enterobactér ctéria ia.. Todas as bactérias coliformes são gran-negativas manchadas, de hastes não esporuladas que estão associadas com as fezes de animais de sangue quente e com o solo (BABITT, 1976; CESTEB,2008). As bactérias coliformes termotolerantes reproduzem-se ativamente a 44,5ºC e são capazes de fermentar o açúcar. O uso das bactérias coliformes termotolerantes para indicar   poluição sanitária mostra-se mais significativo significativo que o uso da bactéria coliforme "total", porque as bactérias fecais estão restritas ao trato intestinal de animais de sangue quente (CESTEB, 2008)

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A deter determi minaç nação ão da concen concentra tração ção dos dos colif coliform ormes es assum assumee im impor portâ tânci nciaa como como   parâm parâmet etro ro ind indic icado adorr da possib possibil ilida idade de da existê existênci nciaa de mi micro croorg organi anismo smoss patog patogêni ênicos cos,, responsáveis responsáveis pela transmissão transmissão de doenças de veiculação hídrica, tais como febre tifóide, febre  paratifóide,  paratifóide, desinteria bacilar e cólera (CESTEB, 2008). A técnica comumente utilizada para exame bacteriológico da água e dos esgotos com a finalidade de detectar bactérias do grupo coliforme é a dos Tubos Múltiplos (CETESB, 1984).

3.12.2.2.1 Ensaio Presuntivo para o Grupo Coliforme . O ensaio presuntivo para a presença do grupo coliforme na água consiste em incubar, durante 24 ou 48 horas, a 37° C, uma quantidade determinada de uma amostra diluída da água era um tubo de fermentação padrão, contendo caldo lactosado. Se houver   produção de gás em 24 horas, considera-se o ensaio como presuntivo positivo. Em trabalho de campo ou em casos de emergência ou catástrofe, um ensaio presuntivo positivo é usualmente considerado suficiente suficiente para condenar a água (HARDENBERGH, 1964).

3.12.2.2.2 Ensaio Confirmativo para o Grupo Coliforme O ensaio confirmativo para a presença do grupo coliforme total na água consiste em incubar, durante 24 ou 48 horas, a 37° C, uma quantidade determinada de uma amostra que deu ensaio presuntivo positivo para um tubo de fermentação padrão, contendo caldo Bile Verde Brilhante. Se houver produção de gás em 24 horas, considera-se o ensaio como confirmativo positivo para coliformes totais. O ensaio confirmativo para a presença do grupo coliforme  Escherichia, coli . na água consiste em incubar, durante 24 ou 48 horas, a 37° C, uma quantidade determinada de uma amostra que deu ensaio presuntivo positivo para um tubo de fermentação padrão, contendo caldo  E. C . Se houver produção de gás em 24 horas, considera-se o ensaio como confirmativo positivo para Escherichia, coli.

3.12.2.3 Cryptosporidium sp e Giardia sp As doença doençass parasi parasitá tária riass repres represen entam tam um umaa parce parcela la signif signific icant antee de casos casos de morbidade e mortalidade e, a Giardia lamblia e Cryptosporidium parvum estão entre os   protozoá protozoários rios capazes capazes de causar causar diarréia diarréiass graves graves tanto tanto em indi indivídu víduos os imunocom imunocompete petentes ntes quanto imunodeficientes. A partir da década de 80, a preocupação com estes protozoários 43

aumentou principalmente em relação aos casos de criptosporidiose. Dentre os vários modos de transmissão destas duas protozooses, a veiculação hídrica tem sido considerada a mais importante, sendo implicada na ocorrência de mais de cem surtos de gastroenterite por  Giardia e Cryptosporidium, Cryptosporidium , de acordo com relatos nos Estados Unidos, Canadá e países da Europa nos últimos 25 anos (CESTEB, 2008).  Nos Estados Unidos, o "Federal Register" estabelece para essas águas um limite máximo de 10 cistos por litro de água bruta. Os coliformes termotolerantes podem não ser   bons indicadores da presença destes protozoários. Outro importante aspecto que justifica a avaliação dos protozoários em águas reside no fato de que estes não são eliminados eliminados pela ação do cloro (CESTEB, 2008).

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4.0 DESENVOLVIMENTO DESENVOLVIMENTO 4.1 Local do Estágio Complexo de Estações de Tratamento de Água de Teresina (ETA – Teresina); Sediada à Rua D, S/N; Distrito Industrial.

Figura 02: Vista aéria do Complexo ETA – Teresina

4.2 Processos de Purificação de Água na ETA –Teresina Devi Devido do à boa boa qual qualid idad adee da água água do mana mananc ncia ial, l, O proc proces esso so,, figura figura 03, de tratamento da água realizado na ETA-Teresina e um tratamento convencional, no qual são empre emprega gado doss os proc proces esso sos: s: capt captaç ação ão,, coag coagul ulaç ação ão,, floc flocul ulaç ação ão,, deca decant ntaç ação ão,, filt filtra raçã ção, o, desinfecção, desinfecção, correção do pH, fluoretação, fluoretação, reservação, r eservação, distribuição distribuição e controle de qualidade. As operações do processo de tratamento são executadas por operadores, sob a Benedito ito Bezer Bezerra ra de Alenca Alencar  r , respon supervisã supervisãoo do engenhei engenheiro ro   Bened responsáv sável el pela pela gerenc gerencia ia do

complexo de estações de tratamento de água ETA – Teresina. 45

A parte operacional do complexo funciona 24 (vinte e quatro horas) por dia, para isso os operadores trabalham em turnos ininterruptos de revezamento. As operações contam ainda com laboratório para análises de Turbidez, pH, Flúor e cloro, que são feitas em intervalos de 1 hora. Estas análises é que subsidiam as decisões dos operadores a respeito da tomadas de decisões para manter a eficiência do processo e a qualidade da água tratada. Os operadores também trocam informações com os outros laboratórios específicos, encarregados do controle de qualidade, com o intuito de manter a água tratada dentro dos  padrões de potabilidade exigidos pelas legislações vigentes. Os operadores têm deveres e funções bem definidas a saber: Aumentar ou diminuir  a dosagem das substâncias químicas que são adicionadas durante o tratamento; Aumentar ou dimi diminu nuir ir a rota rotaçã çãoo das das bomb bombas as;; Abri Abrirr ou fech fechar ar comp comport ortas as;; Cont Contro rola larr os níve níveis is dos dos reservatórios e lavar os decantadores e filtros.

CAPTAÇÃO Sulfato de alumínio COAGULAÇÃO

FLOCULAÇÃO

DECANTAÇÃO

FILTRAÇÃO DESINFECÇÃO FLUORETAÇÃO CORREÇÃO DO pH RESERVAÇÃO

DISTRIBUIÇÃO

Figura 03: Fluxograma do Processo de Purificação de Água da ETA-Teresina. 46

4.2.1 Manancial O complexo de estações de tratamento de água de Teresina utiliza o rio Parnaíba como o manancial. Já o sistema de abastecimento de água da Santa Maria da Codipi e o do Residenc Residencial ial Deus Quer Quer util utilizam izam mananci mananciais ais subterrân subterrâneos, eos, sendo sendo abasteci abastecidos dos por poços poços tubulares.

4.2.2 Captação e Adução A Capitação se faz pelo canal de aproximação do Rio Parnaíba, figura 04, e a adução é feita com a utilização de duas bombas elevatórias de 2000 CV, figura 05, com vazão de 1300 L/s por segundo cada, que abastecem abastecem o canal de água bruta, figura 07.

r io Parnaíba Figura 04: Canal de aproximação do rio

Figura 05: Bombas elevatórias 47

Figura 06: Chegada da água bruta ao canal de água bruta

Figura 07: Canal de água bruta

4.2.3 Coagulação A água bruta captada é conduzida às estações de tratamento através de um canal,

figura 07. Antes da entrada da água nos floculadores é feita a leitura da medição da vazão e aplicação do coagulante, sulfato de alumínio, alumínio, utilizando-se utilizando-se uma calha Parshall, figura 08, que faz uma distri distribui buiçã çãoo uni unifo forme rme.. O sulfat sulfatoo de alumí alumínio nio será será o agent agentee que promover promoveráá a agregação do material material coloidal e particulado particulado presentes na água bruta. bruta. A reação entre Sulfato de alumínio e a alcalinidade da água é rápida, e ocorre em poucos segundos e tem função  precípua resultante neutralizar as cargas das partículas coloidais e formar precipitados. 48

Figura 08: Calha Parshall

4.2.4 Floculação Depois da mistura rápida do sulfato de alumínio à água bruta, esta segue para as câmaras de floculação, figura 09. Os floculadores são dotados de mecanismos de agitação, conjunto de cortinas verticais formando compartimentos em série, para produzir agitação na água, com o objetivo de criar gradientes de velocidade que causem turbulência para provocar  choques ou colisões, com isso, ocorrerá a aglomeração de partículas em suspensão na água, formando conjuntos maiores e mais densos e propensos à sedimentação. A água floculada escoa para os decantadores. As câmaras de floculação são lavadas periodicamente para a remoção das partículas que aderem em suas paredes.

Figura 09: Câmaras de floculação 49

4.2.5 Decantação A água floculada abastece os tanques de decantação, figuras 10 e 11, com baixa veloci velocida dade. de. As partí partícul culas as flocu flocula lada das, s, sendo sendo mais mais pesad pesadas as do que a água, água, tender tenderão ão a sedim sediment entar-s ar-see no fundo fundo dos decant decantad adore oress pela pela ação ação da gravid gravidade ade.. A água água decant decantada ada é coletada, por canaletas que abastecem o canal de água decantada, e escoada para os filtros. A temperatura da água influência na sedimentação através da viscosidade, que influencia na velocidade das partículas, assim as sedimentação é mais eficiente em águas de temperaturas mais e elevados, por estarem menos viscosas. Os Tanques de decantação, decantação, figuras 12, e canais de água decantada, figura 13, são lavado lavadoss perio periodic dicam ament entee para para a remoçã remoçãoo do materi material al decant decantad ado. o. Com isso isso manté mantém-s m-see a eficiência do processo.

Figura 10: Tanque de decantação da ETA I

Figura 11: Tanque de decantação da ETA I 50

Figura 12: Lavagem de um decantador da ETA I

Figura 13: Canal de água decantada

4.2.6 Filtração A água decantada abastece os filtros, figura 14, que reterão impurezas que não foram removidas nos floculadores e decantadores. As impurezas ficam retidas no leito filtrante. O leito filtrante dos filtros da ETA – Teresina, é composto de 7 camadas sendo, duas de areia e cinco de seixo, com granulometria diferentes. A granulomentria da areia e do seixo 51

aumenta da camada superior para a camada inferior. A água passa por gravidade no meio filtrante e é recolhida num canal geral de água filtrada. Sempre que se observa que a capacidade filtrante está ficando baixa, procede-se a

figura 15, para lavagem lavagem dos filtros filtros,, figura para que que se mant manten enha ha a efic eficiê iênc ncia ia da filt filtra rage gem m e do abastecimento. abastecimento. A lavagem é feita por retrolavagem, ou seja, é uma injeção de água no sentido contrário ao da filtração, Alem da água faz-se também uso de sopradores (jatos fortes de ar)  para promover uma agitação no leito filtrante, para proteger o leito filtrante filtrante de arraste de seus materiais, existe uma tela metálica superior e outra inferior no leito filtrante.

Figura 14: Filtros da ETA I

Figura 15: Lavagem de filtro da ETA I 52

4.2.7 Desinfecção Após a fase de filtração, a água que já está totalmente límpida segue a câmara de contato, figura 16, onde é feita a aplicação do cloro para a desinfecção, ou seja, a destruição de bactérias e outros microorganismos patogênicos que não tenham sido eliminados nos   proce processo ssoss de tratame tratamento nto anterio anteriores res..

O cloro cloro passa passa para para o estado estado gasoso gasoso atrav através és dos

evaporadores sendo dosado por cloradores de controle automático.

4.2.8 Correção do pH O sulfato de alumínio adicionado para a coagulação coagulação tem influencia direta no pH da água, como o pH baixa, o caráter ácido da água aumenta, por isso tem-se a necessidade da correção do pH. A correção do pH é feita pela adição de Cal Hidratada na câmara de contato, cal age age elev elevan ando do o pH da água água,, torn tornan ando do-a -a alca alcali lina na,, para para prot proteg eger er as figura figura 16. A cal canalizações das redes das casas contra corrosão ou incrustações nas tubulações.

4.2.9 Fluoretação A fluoretação, mesmo não sendo etapa obrigatória no tratamento da água tem função muito importante na saúde publica. O flúor tem comprovado sua eficiência eficiência na redução da incidência de cáries e preservação do esmalte dos dentes. A adição de flúor à água ocorre na câmara de contato, figura 16. Na ETATeresina utiliza-se o flúor silicato de sódio 50%.

Figura 16: Câmara de contato 53

4.2.10 Armazenamento Terminado as etapas de tratamento, a água está pronta para o consumo, então esta é encaminha a para um poço de sucção no subsolo da estação. Do poço de sucção a água é recalcada, com o auxilio de duas bombas pelas estações elevatórias, elevatórias, figura 17, da ETA I e da ETA IV, para o reservatório principal do Parque Piauí com capacidade aproximada de 25 milhões de litros de água.

Figura 17: Estação elevatória

4.2.11 Distribuição As bombas de recalque fazem o bombeamento bombeamento da água tratada diretamente para o reservatório principal com capacidade de armazenar aproximadamente 25 milhões de litros de água aproximadamente. Do reservatório principal á água é então distribuída, por gravidade através das linhas adutoras, aos demais reservatórios espalhados pelos bairros da cidade.

4.3 Casa da Química  No setor operacional do complexo de estações de tratamento de água existe a casa da química, que é o local aonde são armazenadas armazenadas as matéria primas e preparadas as tinas dos  produtos utilizados no processo de tratamento da água. 54

4.3.1 Sulfato de alumínio A AGESPISA utiliza com agente coagulante o sulfato de alumínio líquido,  para a ETA I e ETA IV, e o sólido para a ETA III. I II. O sulfato de alumínio sólido é armazenado armazenado na casa da química, onde se procede a dissolução pra o uso na ETA III. Já o sulfato de alumínio líquido chega à estação através de tubulações que interligam o distribuidor e o complexo ETA – Teresina. Para a estocagem do coagulante o complexo dispõe de seis tanques. A dosagem de sulfato é feita com auxilio de bomba, que envia o sulfato das tinas  para o dosador no canal de água bruta.

4.3.2 Cloro A desinfecção da água é feita com a utilização de cloro, sendo cloro granulado  para a ETA III, e cloro gasoso para a ETA I e ETA IV. O cloro gasoso, figura 18, vem acondicionado sob pressão em cilindros de aço, e é armazenado em área aberta da casa da química. A dosagem de cloro acontece de maneira a manter o limite de cloro residual não ultrapassando os valores máximos permitidos pela legislação.

Figura 18: Cilindros de cloro.

4.3.3 Cal A cal hidratada é utilizada para fazer a correção do pH. Pois, com a ação coagulante do sulfato de alumínio, o pH da água baixo, daí então a necessidade de correção. A cal é dissolvida, sendo transformada é um leite de cal, para só então ser dosada á água na câmara de contato.

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4.4 CONTROLE DE QUALIDADE Para Para asseg assegura ura a quali qualidad dadee da água água trata tratada da do compl complexo exo ETA’s ETA’s–Te –Teres resina ina a AESPISA, conta com controle de qualidade realizado pelos Laboratórios físico-químico e  bacteriológico, que analisam amostras a água colhidas em todas as etapas do processo e em  pontos da cidade, após a distribuição. O controle de qualidade também assegura se a água está de acordo com o recomenda recomendado do pela Po que esta estabe bele lece ce norm normas as e padr padrõe õess de Port rtar aria ia 518/ 518/20 2004 04 do MS, MS, que  potabilidade da água destinada ao abastecimento público. Os métodos de análise são baseados na edição do “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater”. A coleta de amostras de água distribuída é feita diariamente em pontos da cidade, de acordo com um roteiro de coleta. Já as amostras de água das estações de tratamento são feitas em pontos específicos a cada 2 (duas) horas, denominadas de acordo o local de coleta: água bruta, no canal de água bruta; água decantada, nos canais de água decantada; e tratada final, em torneira de escoamento continuo do laboratório.

4.4.1 Coletas de amostras 4.4.1.1 Coletas das amostras para o laboratório físico-químico a) Nas estações de tratamento 1. Mergulhou Mergulhou-se -se o frasco frasco de coleta coleta diretame diretamente nte no canal canal de água bruta; bruta; 2. Agit Agitou ou-se -se o fras frasco co e fez-s fez-see o desc descar arte te,, para para a elim elimin inaç ação ão de poss possív ívei eiss resí resídu duos os ou resquícios de amostras anteriores. 3. Mergulhou-se novamente o frasco no canal canal para a coleta coleta da amostra para para ser analisada. analisada. 4. Procedeu-se a identificação identificação da amostra amostra e anotou-se o horário, o local local da coleta. coleta. 5. Os procedime procedimentos ntos anterio anteriores res foram repetido repetidoss para amostra amostra de água decantada decantada e tratada tratada final.

b) Em pontos da cidade 1. Abriu-se Abriu-se a torneira torneira e deixou-se deixou-se escoa escoarr á água por dois a três minutos minutos,, tempo sufici suficiente ente  para eliminar a água acumulada na canalização. canalização. 2. Procedeu-s Procedeu-see a coleta em fracos, fracos, descart descartando ando a primeira primeira amostra amostra,, para ambientaç ambientação ão do recipiente de coleta. 3. Fez-se Fez-se a identifi identificaçã caçãoo da amostra amostra e anotou-se anotou-se a hora e o local local da coleta. coleta.

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4.4.1.2 Coletas das amostras para o laboratório bacteriológico 1. Abriu-se a torneira e deixou-se escoar á água durante durante dois a três minutos, minutos, tempo tempo suficiente suficiente  para eliminar a água acumulada na canalização. 2. Fez-se Fez-se a assepsia assepsia da torneira, torneira, primeiro primeiro com deterge detergente nte e depois depois com álcool. álcool. 3. Fez-se Fez-se a flambage flambagem m ao redor redor do fluxo fluxo de água no no momento momento da coleta coleta.. 4. Remevou-se Remevou-se a tampa do frasco, previame previamente nte esterili esterilizado zado e cuidadosame cuidadosamente, nte, coletou-s coletou-see 100mL da água, fechou-se e rotulou-se os frascos. 5. ColocouColocou-se se os frascos frascos em uma caixa caixa de isopor contend contendoo gelo para conserva conservarr as amostras amostras durante o transporte até o laboratório.

4.4.2 Análises Físico-Químicas São feitas para conferir se o sistema o funcionamento funcionamento e o rendimento do processo. Além de verificar se as variáveis físico-químicas estão dentro dos padrões de potabilidade estabelecidos pelas legislações vigentes.

4.4.2.1 Turbidez 1. ColocouColocou-se se a amostra amostra na cubeta, cubeta, limpou-se limpou-se e secou-s secou-see a cubeta cubeta por fora. 2. ColocouColocou-se se a cubeta cubeta com a amostra amostra dentro dentro da câmara do turbid turbidimet imetro ro e fez-se a leitura leitura numérica do valor dado pelo equipamento.

4.4.2.2 Potencial Hidrogeniônico (pH) 1. ColocouColocou-se se a amost amostra ra num Becker Becker de um um pHmetro pHmetro.. 2. Fez-se Fez-se a im imers ersão ão do elet eletrod rodoo do pHmetro pHmetro na amost amostra ra e proced procedeueu-se se a leit leitura ura do valor  valor  numérico fornecido pelo equipamento. 3. Anot Anotou ou-se -se o res resul ulta tado do..

4.4.2.3 Cor 1. Colocou-se 20 mL de água destilada destilada na cubeta “A”, e levou-se para o colorimetro. colorimetro. 2. ColocouColocou-se se 20 mL da amostra amostra na cubeta cubeta “B”, “B”, e levou-se levou-se à câmara câmara do colorímet colorímetro. ro. 3. Fez-se Fez-se a comparação comparação de cor com com o disco do colorím colorímetro etro até encont encontrar rar a equivalê equivalência ncia entre entre as cores da cubetas “A” e “B” 4. Anot Anotou ou-se -se a lei leitu tura ra.. 57

4.4.2.4 Cloro Residual 1. ColocouColocou-se se 10 mL mL de água água destila destilada da no tubo tubo de de ensaio ensaio “A” “A” 2. Colo Coloco couu-se se 10 mL da amos amostr traa no tubo tubo de ensa ensaio io “B” “B” e adic adicio iono nou-s u-see o gota gotass do

ortotolidina. 3. Colocou-se os dois tubos nas câmaras A e B, respectivamente do medidor de Cloro.

4. Fez-se Fez-se a comparaçã comparaçãoo de cor com o disco até até encontrar encontrar a equivalê equivalência ncia de cores cores entre entre os dois tubos de ensaio. 5. Anotou-se a leitura.

4.4.2.5 Alcalinidade 1. Adiciono Adicionou-se u-se 100 mL mL da amostra amostra em um erlemeye erlemeyerr de 250 mL e adicionou-se adicionou-se 3 gotas gotas de fenolftaleína e depois 3 gotas e metil orange. 2. Titul Titulouou-se se com com ácido ácido sulf sulfúri úrico co (H 2SO4) N/50 até formação de leve coloração avermelhada 3. Anotou-se Anotou-se o volume volume de titulante titulante gasto gasto e aplica-s aplica-see na fórmula fórmula que expressa expressa a Alcalinida Alcalinidade de Total, em termos de CaCO 3 em mg/L

4.4.2.6 Cloretos 1. Adiciono Adicionou-se u-se 100 mL mL da amostra amostra em um erlemeye erlemeyerr de 250 mL e adicionou-se adicionou-se 7 gotas gotas de cromato de potássio. 2. Titulou-s Titulou-see com nitrato nitrato de prata até formaç formação ão da coloração coloração vermelho vermelho tijolo. tijolo. 3. Anotou-se o volume de titulante titulante gasto, e fez-se o calculo da concentração concentração de cloretos.

4.4.2.7 Dureza 1. Adiciono Adicionou-se u-se 50 mL mL da amostra amostra em um erlemey erlemeyer er de 50 mL e a adicio adicionou-se nou-se 1 mL de solução tampão; 2. Adiciono Adicionou-se u-se alguns alguns crista cristais is de eriocro eriocromo mo e uma pitada pitada de de NaCN; 3. Titulou-se com solução solução de EDRA N/50 até a mudança de coloração coloração de avermelhado avermelhado para azul brilhante. 4. Anotou-se Anotou-se o volume volume gasto gasto e fez-se fez-se o calculo calculo para a obtençã obtençãoo da dureza dureza em mg/L de CaCO3.

58

4.4.2.8 Ferro Total 1. Adici Adiciono onou-s u-see 50 mL de água água destil destilada ada em 4 elerme elermeye yers rs de 50 mL, mL, para prepa preparar rar os  padrões, 0,0; 0,1; 0,3 e 0,5 ppm; 2. Adicionou-se Adicionou-se à solução solução padrão de análise, análise, os padrões padrões de ferro, colocaram-se colocaram-se 0,0; 0,5; 1,5 e 2,5 mL respecti r espectivamente vamente da solução padrão de ferro; 3. Adociono Adocionou-se u-se 50 mL da amostr amostraa de água, a serem serem analisad analisadas, as, em elermey elermeyer er de 50 mL; 4. Adiciono Adicionou-se u-se 5 mL da solução solução de ácido ácido nítrico nítrico 6N em todos todos os elermey elermeyers, ers, aqueceu-s aqueceu-see  por 30 minutos na chapa a 300 °C e adicionou-se 3 gotas de KMnO 4 0,02N e deixou-se esfriar; 5. Em seguida seguida adicion adicionou-se ou-se 10 mL mL de tiocionat tiocionatoo de potássio potássio 2%, em todos todos os elermeyers elermeyers e fez-se a leitura imediatamente imediatamente comparando comparando a cor da amostra com os padrões e anotou-se os valores.

4.4.2.9 Flúor 1. Preparou-s Preparou-see os padrõe padrõess 0,0; 0,4; 0,6 0,6 e 0,8 ppm de flúor. flúor. 2. Colocou-se 50 mL de água destilada destilada num tubo de Nessler e o identificou identificou com o valor 0,0  ppm. 3. Colocou-se 30 mL nos outros 4 tubos tubos e acrecentou-se acrecentou-se 4,0; 6,0 e 8,0 mL mL da solução solução padrão de flúor, aos tubos respectivamente, indetificou-os indetificou- os com 0,4; 0,6 e 0,8 ppm e comptetou-se o volume para 50 mL dos tubos. 4. Adiciono Adicionou-se u-se 50 mL da amostra amostra em outro outro tub tuboo de Nessler. Nessler. 5. Acresentou-se 2,5 mL de zirconil e 2,5 mL de vermelho de alizarina a todos os tubos e homogeneizou-se. 6. Fez-se a leitura, depois de de 1 hora comparando-se comparando-se a coloração da amostra amostra com os padrões padrões  preparados. 7. Anot Anotou ou-se -se o res resul ulta tado do..

4.4.2.10 Alumínio 1. Preparou-s Preparou-see os padrõe padrõess 0,0; 0,2; 0,4 0,4 e 0,6 ppm de alumíni alumínio. o. 2. ColocouColocou-se se 50 mL de água destilad destiladaa em 5 tubos tubos de Nessler Nessler e os identific identificou ou com o valor  0,0; 0,2; 0,4 e 0,6 ppm. 3. Acre Acrece cent ntou ou-s -see 0,0; 0,0; 0,2; 0,2; 0,4 0,4 e 0,6 0,6 mL da solu soluçã çãoo padr padrão ão de alum alumín ínio io,, aos aos tubo tuboss respectivamente. 59

4. Adiciono Adicionou-se u-se 50 50 mL da amost amostra ra em outro outro tubo tubo de de Nessle Nessler. r. 5. Adiciono Adicionou-se u-se 1,0 mL da solução solução de carbona carbonato to de amônia amônia saturado saturado e 1,0 mL da solução solução de hematoxilina hematoxilina a todos os tubos e homogeneizou-se. homogeneizou-se. Deixou-se em repouso por 15 minutos. 6. Adiciono Adicionou-se u-se 1,0 mL mL de ácido acétic acéticoo 30% a cada tubo tubo e fez-se a leitur leituraa após 5 minutos minutos comparando-se comparando-se a coloração das amostras com os padrões preparados. 7. Anotou Anotou-se -se os result resultado ados. s.

4.4.2.11 Nitrato 1.

Adiciona-se -se 2, 2,0 mL mL da da am amostra em em um um tu tubo “A “A” e 2,0 mL mL de de ág água de destilado

em um tubo “B”. 2.

Adicionou-se um um rea reagente, que que vem vem pro pronto, ao tu tubo da am amostra “A” “A” e fez fez

agitação. 3.

Colocou-se os os tu tubos na na câ câmara de de le leitura do do me medidor de de ni nitrato.

4.

Fez Fez-se -se a com compara paraçção de de co cor co com o di disco sco at até enc encoontra ntrarr a eq equiv uivalênci ncia de de co cores res

entre os dois tubos. 5.

Anotou-se a leitura.

4.4.2.12 Nitrito 1.

Adiciona-se 2,0 mL da da amostra em em um tubo “A” e 2,0 mL de de água

destilado em um tubo “B”. 2.

Adicionou-se um reagente, que vem pronto, ao tubo da amostra “A” e

fez agitação. 3.

Colocou-se os tubos na câmara de leitura do medidor de nitrito.

4.

Fez-se a comparação de cor com o disco até encontrar a equivalência de

cores entre os dois tubos. 5.

Anotou-se a leitura.

4.4.3 Análises Microbiológicas São realizadas, no laboratório bacteriológico, analises para avaliar as condições sanitárias da água, tendo como parâmetro pesquisa de bactérias heterotróficas e bactéria do grupo coliforme. Os métodos utilizados para identificação e quantificação de coliformes são: técnica dos tubos múltiplos, contagem padrão de bactérias e Colilert ®. 60

4.4.3.1 Contagem padrão de bactérias 1. Aqueceu-se um tubo de de ensaio contendo ágar nutriente, nutriente, meio de cultura, cultura, para a liquefação. liquefação. 2. Agito Agitou-se u-se o frasco frasco com a amost amostra ra e pip pipeto etou-s u-see 1,0 mL e adicion adicionou-s ou-see a uma placa placa de Petri, flambando-a. 3. Adiciono Adiciono-se -se à placa de Petri Petri 1,0 mL de ágar nutrient nutriente, e, e fez-se movimen movimentos tos em círculos círculos  para homogeneizar e espalhar bem. 4. Esperou-s Esperou-see 15 minutos, minutos, tempo tempo de solidif solidificaç icação ão do ágar nutrie nutriente nte.. 5. Levou-se Levou-se a placa placa para estufa estufa incuba incubadora dora com tempe temperatu ratura ra de 35,0 ºC. 6. Procedeu-s Procedeu-see a leitura dos tubos tubos com 24h depois da incubaç incubação ão para verificaç verificação ão de possível possível crescimento bacteriano.

4.4.3.2 Ensaio presuntivo para coliformes totais a) Técnica dos tubos múltiplos - TM 1. Agiti Agitiouou-se se a amost amostra, ra, pipet pipetouou-se se 10 mL da amost amostra ra e inoculo inoculo-se -se em um tubo de ensaio ensaio contento 10 mL de caldo glicosado, que é o meio de cultura. 2. Repetiu-se o procedimento procedimento anterior anterior para mais mais 4 tubos tubos contento contento 10 mL de de caldo glicosado. glicosado. 3. Incubadora Incubadora os tubos tubos em em estufa estufa com com temperat temperatura ura de 35,0º 35,0ºC, C, 4. Procedeu-s Procedeu-see a leitura leitura dos tubos tubos com 24h e 48h depois depois da incubaçã incubaçãoo para verifica verificação ção de  possível fermentação.

b) Técnica do Substrato Cromogênico Definido ONPG-MUG 1. Coleto Coleto-se -se 100 100 mL da da amostr amostraa em frasco frasco.. 2. Adicionou-se Adicionou-se todo o conteúdo conteúdo do Substrato e fez-se agitação para a dissolução. dissolução. 3. Fecho-se o frasco e fez-se a agitação agitação levemente levemente para dissolver dissolver completamente completamente o reagente. reagente. 4. Incubou-se em em estufa o frasco contendo a amostra amostra e o substrato substrato por 24 24 horas a 35 ºC. 5. Após a incubação, incubação, observou-se observou-se visualmente visualmente os os frascos para a interpretação interpretação dos resultados. resultados.

4.4.3.3 Ensaio confirmativo para coliformes totais a) Técnic Técnicaa dos dos tubos tubos múltip múltiplos los – TM 1. Pegou-se Pegou-se tubo tubo do ensaio ensaio presunti presuntivo vo com resultad resultadoo positivo. positivo. 2. Aqueceu-se uma alça alça de platina até ficar ficar incandescente incandescente imergiu-se no tubo positivo. positivo. 61

3. Retirou-se Retirou-se uma uma gotícula gotícula e inoculo-s inoculo-see em um tubo conte contento nto caldo caldo B.V.B, B.V.B, 4. Repetiu Repetiu-se -se o procedime procedimento nto para mais mais 3,0 tubos tubos content contentoo caldo B.V.B. B.V.B. 5. Incubou-se Incubou-se os tubos tubos em estufa estufa a 35°C, 35°C, por por 24 e 48 horas. horas. 6. Após a incubação, incubação, observou-se observou-se visualmente visualmente os os frascos para a interpretação interpretação dos resultados. resultados.

b) Técnica do Substrato Cromogênico Definido ONPG-MUG 1. Coleto-se 100 mL da amostra amostra em frasco. 2. Adicionou-se Adicionou- se todo o conteúdo do Substrato e fez-se agitação para a dissolução. 3. Fecho-se o frasco e fez-se a agitação levemente para dissolver completamente o reagente. 4. Incubou-se em estufa estufa o frasco contendo contendo a amostra e o substrato substrato por 24 horas a 35 ºC 5. Após a incubação, observou-se observou-se visualmente visualmente os frascos para a interpretação dos resultados. resultados.

4.4.3.4 Ensaio confirmativo para coliformes termotolerantes b) Técnic Técnicaa dos tubo tuboss múltip múltiplos los – TM TM 1. Pegou-se tubo do ensaio presuntivo com resultado positivo. 2. Aqueceu-se Aqueceu-s e uma alça de platina até ficar incandescente imergiu-se imergiu- se no tubo positivo. 3. Retirou-se uma gotícula gotícula e inoculo-se inoculo-se em um tubo contento contento caldo E.C. 4. Repetiu-se o procedimento para mais 3,0 tubos contento caldo E.C. 5. Incubou-se os tubos tubos em estufa estufa a 44,5°C, 44,5°C, por 24 horas. 6. Após a incubaç incubação, ão, observouobservou-se se visualme visualmente nte os frascos frascos para a interpret interpretação ação dos resultados.

b) Técnica do Substrato Cromogênico Definido ONPG-MUG 1. Coletou-se 100 100 mL da amostra amostra em frasco. 2. Agitou-se o frasco com a amostra amostra para a homogeneização, homogeneização, adicionou-se adicionou-se todo o conteúdo conteúdo do Substrato e fez-se agitação para a dissolução. 3. Fechou-se o frasco e fez-se a agitação agitação levemente para dissolver dissolver completamente completamente o reagente. 4. Incubou-se em estufa estufa o frasco contendo contendo a amostra com o substrato substrato por 24 horas a 35 ºC 5. Após a incubação, observou-se observou-se visualmente visualmente os frascos para a interpretação dos resultados. resultados.

62

5.0 RESULTADOS E DISCUSSÃO O tratamento de água consiste em melhorar suas características organolépticas, físicas, químicas e bacteriológicas, a fim de que se torne adequada ao consumo humano. As águas de superfície são as que mais necessitam de tratamento, porque se apresentam com qualidades físicas e bacteriológicas impróprias. Para Para este este traba trabalho lho foi uti utili liza zado do apenas apenas result resultad ados os de uma análi análise se diári diáriaa do laboratório físico-químico e do laboratório bacteriológico. Vale ressaltar que as análises do laboratório físico-químico ocorrem a cada 2 horas para as amostras das estações de tratamento e diária para a água distribuída. Já o laboratório bacteriológico faz duas análises diárias das amostras de água das estações de tratamento e uma análise diária da água distribuída. A coleta de amostras de água para as análises no laboratório físico-químico, não requere cuidados específicos específicos relacionados ao tipo de frasco ou procedimentos procedimentos de esterilização esterilização de recipientes ou torneiras. Bastando encher o recipiente e descartar e descartar a primeira,  para a ambientação da amostra e a retirada de possíveis requisitos de amostra anteriores. Pode-se Pode-se constat constatar ar pelas pelas análise análisess demonst demonstradas radas na tabela tabela 04 que a água do manan mananci cial al escolh escolhido ido para para ao abast abasteci ecimen mento to de Teres Teresin inaa tem baixo baixo teor teor de pol polui uição ção,,   provalvemente pelo fato de ser muito pequeno os despejos poluentes antes do ponto de capitação da água para ao tratamento. A qualidade da água bruta é que determina o processo de purificação. Assim, como dispomos de água bruta consideravelmente de boa qualidade, o tratamento convencional com floculação, decantação filtração correção de pH e cloração se faz suficiente para que se tenha uma água tratada de boa qualidade.

A turbidez é o indicador da presença de material em suspensão. Nas ETAS faz-se a medição de turbidez das águas bruta, decantada, filtrada e final. Avalia-se a eficiência da remoção do material em suspensão, comparando-se a turbidez da água bruta com a decantada decantada e com a filtrada O pH representa a concentração de íons hidrogênio em uma solução. É fator   primordial nos processos de coagulação, desinfecção e abrandamento das águas, no controle da corrosão e no tratamento dos esgotos e despejos industriais. A desinfecção das águas se  processa melhor em pH ácido do que em pH alcalino.

A cor são substâncias dissolvidas de origem mineral e orgânica nas águas que acar acarre reta tam m maio maiorr ou meno menorr inte intens nsid idad adee da cor, cor, depe depend nden endo do da conc concen entr traç ação ão dess dessas as substâncias. 63

Amostra de

Turbidez

água

(UNT)

pH

Cor

Alcalinidade

Cloreto

Dureza

Ferro

Alumínio

Cloro

mgPt/L

CaCO3(mg/L)

s

mg/L

mg/L

(mg/L)

mg/L

26,0 33,0 33,0 33,0 35,0 36,0 500,0

0,3 0,2 0,2 0,2 0,0 0,0 0,3

0,20 0,20 0,15 0,05 0,05 0,2

1,5 0,2 a

(mg/L)

Bruta D IV D III DI TF Distribuída VPM

50,0 6,4 7,5 7,4 2,9 3,5 5,0

7,5 6,9 7,0 6,8 7,2 7,3 6,0

100 15,0 15,0 15,0 5,0 7,0 15,0

15,0 12,0 11,0 10,0 12,0 13,0 14,0

10,0 12,0 12,0 12,0 13,0 14,0 250,0

a

5,0

9,5 Tabela 04: Resultados das análises Físico-Químicas Legenda: Bruta: água sem tratamento; D IV: Decantada ETA IV; D III: Decantada ETA III; D I : Decantada ETA I; TF: Tratada final; Distribuída: Coletada em um ponto da cidade; VPM: Valores máximos permitidos  pela portaria 518/2004 do Ministério da Saúde.

A alcalinidade de uma água tem grande importância, pois se relaciona com o  processo de coagulação que é uma das etapas do tratamento convencional de água, e , com a  prevenção de incrustações e da corrosão de canalizações de ferro fundido. Um excesso de cloretos é usualmente um sinal de perigo, além de ser indesejável  para algumas finalidades industriais e pode aumentar a corrosividade da água. O ferro é objetável num abastecimento público de água porque mancha as peças de louça sanitária, roupas e tecidos na lavagem, podendo causar gostos e odores, e oferece dificuldades dificuldades nos processos de manufatura. A presença do ferro na água normalmente não tem signif signific icaçã açãoo sanit sanitári ária. a. O ferro ferro aparec aparecee princi principal palme mente nte em águas águas subte subterrâ rrânea neass devido devido à dissolução do minério pelo gás carbônico da água. O alumínio deve apresentar maiores concentrações concentrações em profundidade, profundidade, onde o pH é menor e pode ocorrer anaerobiose. Se a estratificação, e conseqüente anaerobiose, não for  muito forte, o teor de alumínio diminui no corpo de água como um todo, à medida que se distancia distancia a estação das chuvas. O aumento da concentração concentração de alumínio está associado com o  período de chuvas, por que neste neste a turbidez está mais mais alta, assim uso de sulfafto sulfafto de alumínio alumínio  para a coagulação da água é aumentado. O cloro é o desinfetante químico mais comumente usado na desinfecção da água  para consumo humano. A quantidade de cloro na água como Cl 2 é denominada de cloro residual livre e é de extrema importância na inibição do crescimento bacteriano. 64

A água distribuída pela AGESPISA em Teresina apresenta características físicoquímicas dentro dos padrões de potabilidade exigidos pela Portaria 518/2004 do Ministério

da Saúde, evidenciando que o tratamento adotado é eficaz. A coleta de amostras de água para serem analisadas no laboratório bacteriológico, requer cuidados específicos de higienização e esterilização, Para a coleta de amostra em canais da estação de tratamento, procede-se a esterilização esterilização e a flambagem flambagem do frasco durante a coleta. Já para a coleta de amostras de água distribuída, faz-se a limpeza e assepsia tanto dos fracos quanto das torneiras das quais se faz a coleta.

1 Contagem padrão de bactérias bactérias heterotróficas heterotróficas P Ensaio presuntivo Tubos Múltiplos P A Ensaio confirmativo Coli total Tubos Múltiplos Ensaio confir Coliforme termotolerantes Tubos Múltiplos A A Ensaio presuntivo Coliforme total Colilert ® Ensaio presuntivo E. Coli Colilert ® A Tabela 05: Resultados das análises do laboratório bacteriológico. Amostras

2 A A A A A A

3 A A A A A A

4 A A A A A A

5 VR A A A A A A A A A A A

 

Legenda: P: Presença; A: ausência; VR : Valor de referencia segundo a portaria 518 MS.

A dete detecç cção ão e quan quanti tifi fica caçã çãoo de todo todoss os mi micr croo oorg rgan anis ismo moss pato patogê gêni nico coss  potencialmente  potencialmente presentes na água é trabalhoso e nem sempre se obtém resultados positivos positivos ou que confirmem a presença do microorganismo. O objetivo do exame microbiológico da água é fornecer subsidio a respeito da sua portabilidade, ou seja, ausência de risco de ingestão de microorganismos microorganismos causadores de doenças. Vale ressaltar que os microorganismos presentes nas águas águas natura naturais is são, são, em sua maior maioria ia,, inofe inofensi nsivos vos à saúde saúde humana humana.. Os mi micro croorg organi anismo smoss   pato patogên gênic icos os inclu incluem em vírus vírus,, bacté bactéria rias, s, proto protozoá zoário rioss e helmi helmint ntos. os. Como Como ind indic icado adores res de contaminação fecal, são eleitas como bactérias de referência as do grupo coliforme, por  reunirem as seguintes seguintes características. características. As bactérias do grupo coliforme são consideradas os principais indicadores de contaminação fecal. O grupo coliforme é formado por um número de bactérias que inclui os generos  Klebsie  Klebsiella lla,, Escheric Escherichia, hia, Serrati Serratia, a, Erwenia Erwenia e Enteroba Enterobactér ctéria ia.. Todas as bactérias coliformes são gran-negativas manchadas, de hastes não esporuladas que estão associadas com as fezes de animais de sangue quente e com o solo.

65

As bactérias coliformes termotolerantes reproduzem-se ativamente a 44,5ºC e são capazes de fermentar o açúcar. O uso das bactérias coliformes termotolerantes para indicar   poluição sanitária mostra-se mais significativo significativo que o uso da bactéria coliforme "total", porque as bactérias fecais estão restritas ao trato intestinal de animais de sangue quente. A deter determi minaç nação ão da concen concentra tração ção dos dos colif coliform ormes es assum assumee im impor portâ tânci nciaa como como   parâm parâmet etro ro ind indic icado adorr da possib possibil ilida idade de da existê existênci nciaa de mi micro croorg organi anismo smoss patog patogêni ênicos cos,, responsáveis responsáveis pela transmissão transmissão de doenças de veiculação hídrica, tais como febre tifóide, febre  paratifóide, desinteria bacilar e cólera. Pode-se observar que a qualidade sanitária da água distribuída pela AGESPISA atende aos padrões de potabilidade exigidos pela legislação vigente, a Portaria 518 do Ministério da Saúde. Determina como parâmetro de qualidade bacteriológico a ausência de coliforme coliformess totais totais e colifor coliformes mes termotol termotoleran erantes. tes. O resultad resultadoo deu positiv positivoo para bactéri bactérias as heterotróficas, mas isso não evidencia contaminação fecal, pois estas não são consideradas  bactérias patogênicas.

66

6.0 CONCLUSÃO A água é o elemento fundamental à vida, e a qualidade da água está relacionada com um conjunto das características físicas, químicas, biológicas e o propósito do uso. Sendo assim é de suma importância que o cidadão tenha consciência consciência da necessidade necessidade de avaliação avaliação da água por ele consumida. O tratamento da água tem por objetivo sua adequação a determinado uso. A água a ser utilizada para o abastecimento abastecimento público deve ter sua qualidade ajustada de forma prevenir a veiculação de doenças e deve também atender os padrões de potabilidade exigidos pela legislação vigente. O resultado das análises físico-químicas e bacteriológicas de uma água é que determinarão a necessidade ou não de submeter essa água a processos corretivos, a fim de garantir a boa qualidade da água e a segurança no abastecimento. Um sistema de tratamento de água de abastecimento deverá produzir uma água sem cor, turvação, cheiros, com um pH e teores de cálcio, alcalinidade e flúor aceitáveis e apropriados ao organismo humano. Além disso, desinfectada, de modo a eliminar a poluição microbiológica. Assim teremos uma água de qualidade aceitável e apropriada para consumo humano, bem como evitar riscos para a saúde pública. A água que não contém microrganismos patogênicos nem substâncias químicas nocivas para a saúde é denominada de potável. Os aspectos mais importantes no que se refere ao fornecimento de água potável são a ausência de microrganismos patogênicos e a de  produtos químicos nocivos ou desagradáveis. A distribuída pela AGESPISA em Teresina tem baixo teor de poluição e apresenta características físico-químicas e bacteriológicas dentro dos padrões de potabilidade exigidos  pela Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde, o tratamento convencional com floculação, decantação filtração correção de pH e cloração se faz suficiente para que se tenha uma água tratada de boa qualidade.   Não Não resta resta duvid duvida, a, que o está estágio gio na AGESPI AGESPISA, SA, ampli ampliou ou de manei maneira ra mui muito to signifi significati cativa va meus meus conheci conheciment mentos os teórico-e teórico-experi xperiment mentais ais adquirid adquiridos os durante durante o curso de Química. Sendo a participação nas análises e nas etapas do processo de purificação de água o elemento determinante.

67

7.0 REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BABITT, H. E.; DOLAND, J. J; CLEASBY, J. L. Abastecimento de Água , Tradução: Zadir  Castelo Branco, São Paulo, Edgard Bluncher, 1976. BARROS, Raphael T. de V. et al . Saneamento: Manual de saneamento e proteção

ambiental para os municípios , Escola de Engenharia da UFMG, Belo Horizonte 1995 . BASOL, L. J.e ABREU, R. M. Tratamento de águas residuárias. In: Recuperação da

Qualidade das Águas. São Paulo: CETESB- Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, Ambiental, 1988. BATALHA, B. L.; PARLATORE, A.C. Controle da Qualidade da Água para Consumo

Humano: Bases Conceituais e Operacionais. CETESB, ABES, BNH, Editora Hamburg LTDA, São Paulo, 1977. CAMPOS, C. M. Recursos Naturais Renováveis e Impacto Ambiental: Água . Lavras: FAEPE/UFLA-Fundação de Apoio ao Ensino, Pesquisa e Extensão/ Universidade Federal de Lavras, 2000. HARDENBERGH, W. A. Abastecimento e Purificação de Água . 3ª EDIÇÃO, Usaid, Rio de Janeiro, 1964. LEME, F. P. Engenharia do Saneamento Ambiental. RIO DE Janeiro, LTC S.A. 1984. LIGHTFOOT, N. F e MAIER, E. A. Análise Microbiológica de Alimentos e Água : Guia

Para a Garantia de Qualidade, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 2003. MACÊDO, J. A. B. Águas e Águas . Belo Horizonte-MG: CRQ-MG, 2004.  NETTO, J. M. A. Técnica de Abastecimento e Tratamento de Água . São Paulo: CETESBCompanhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, 1977. PUPPI, I. C. Estrutura Sanitária das Cidades. In: Serviços Públicos Urbanos . São Paulo: CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, 1981. RICHTER, C. A. e AZEVEDO Neto, J. M. Tratamento de Água: Tecnologia Atualizada: Vol. 2, Edigard Bluncher, São Paulo, 1991. 68

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ANEXOS

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