Tanques usados nas quatro fases do processo de tratamento de água da Estação do Guaraú, em São Paulo: coagulação, floculação, decantação e filtração (Foto: Anne Vigna/A Pública)
[EcoDebate] Os tratamentos físico-químicos de água são divididos em uma série de procedimentos, denominados de processos unitários, cujos principais podem ser assim resumidos:
1. Peneiramento: tem por finalidade remover os materiais sólidos suspensos nas águas residuárias, em geral os materiais com granulometrias superiores a 0,25mm; existem peneiras estáticas onde os efluentes fluem na parte superior, passando por uma tela onde os materiais grosseiros são recolhidos e seguindo para as demais fases do tratamento; outro tipo são as peneiras rotativas onde o efluente passa por um defletor, alcança a peneira, atravessa por fendas, sendo recolhido na parte inferior, sendo os materiais sólidos removidos por uma lâmina raspadora e enviados para um vaso coletor;
2. Resfriamento: destina-se a resfriar os efluentes para não prejudicar os processos de floculação ou solubilização posteriores, pois efluentes como os da indústria têxtil são muito quentes; outro motivo é a legislação federal que determina limite máximo de 40ºC para lançamentos de efluentes em corpos de água. Para o resfriamento de água são utilizados tanques de equalização para pequenas bateladas e torres de resfriamento e pulverização de ar para quantidades maiores;
3. Gradeamento: em geral se associam ao peneiramento, mas são refinamentos na remoção de sólidos que visam impedir que materiais sólidos produzam danos em sistemas de bombas, registros, válvulas de retenção, tubulações e outros equipamentos; são empregadas grades simples, estes dimensionamentos podem ser encontrados em Nunes, 1993 e em bibliografias clássicas como Imhoff e Imhoff, 1986;
4. Desaneração: as caixas de retenção de areia tem como objetivo principal reter as substâncias inertes, como areias e sólidos minerais sedimentáveis, originários de águas residuárias, que provem da lavagem de frutas, pisos ou esgotos sanitários. Por exemplo; é muito importante a remoção destas partículas sólidas para a proteção de bombas, válvulas de retenção, registros e canalizações, evitando entupimentos e abrasão;
5. Retenção de Gordura: as caixas retentoras de gordura são destinadas a reterem os materiais que sofrem flotação natural e são muito utilizadas em estações de tratamento de águas residuárias de frigoríficos, curtumes, laticínios, matadouros, etc. Com frequência, em matadouros e curtumes a gordura recuperada tem valor comercial. A caixa deve permitir manutenção do líquido em condições de estabilidade para que as partículas a serem removidas percorram desde o fundo até a superfície líquida, em geral em tempo de detenção de 3 a 5 minutos (Nunes, 1993);
6. Retenção de Óleo: são utilizadas caixas de separação água/óleo, cuja principal função é a remoção de óleo das águas residuárias provenientes de postos de lavagem e lubrificação de veículos, oficinas mecânicas, etc. Utilizam o mesmo princípio das caixas retentoras de gordura, pois o óleo tem densidade menor que a água e tende a flotar, permanecendo na superfície líquida e sendo removido;
7. Equalização: é a denominação de um processo que tem como principal finalidade regular a vazão do efluente que está sendo tratado, pois nos restantes processos o volume deve ser constante com o efluente homogeneizado e tornando uniformes os valores de pH, temperatura, turbidez, sólidos, DBO e DQO, cor, etc. Para obtenção da equalização deve ser mantido um volume mínimo de tanque, denominado profundidade “morta”, não inferior a 30% do volume útil do tanque. Desta forma estão protegidas bombas, fazendo com que não funcionem a seco; o nível mínimo é controlado automaticamente com a instalação de boia conectada com a bomba, que desliga quando o nível desejado for atingido;
8. Correção do pH: a correção de pH deve ser realizada para manutenção da eficiência dos processos de tratamento; efluentes têxteis são alcalinos e necessitam adição de acidificantes, como ácido sulfúrico e gás carbônico, para evitar que águas com elevada dureza gerem incrustações e deposições em canalizações causando danos às estações. Ao contrário, efluentes com pH ácido devem sofrer adição de cal ou outro agente basificante para manutenção da eficácia dos procedimentos;
9. Mistura Rápida: as adições de coagulante para mistura junto aos efluentes objetivando o tratamento, provocam hidrolisação, que é a reação com os álcalis, formando hidróxidos que são denominados “gel” produzindo íons positivos na solução. Estes corpos poderão provocar desestabilização das cargas negativas dos coloides, reduzindo os materiais ao ponto isoelétrico e permitindo com a aglomeração das partículas, a formação dos flocos que poderão ser separados através de decantação, flotação e filtração. Para que a velocidade da mistura seja rápida são utilizados misturadores mecânicos ou hidráulicos, que fazem a dispersão dos coagulantes na massa líquida com energias específica suficiente para dispersão total (mistura lenta).
10. Floculação: é a fase mais importante do tratamento, com a remoção dos poluentes, mas é necessário que todos os processos unitários sejam eficientes para se obter bons resultados nesta fase. Após a coagulação no tanque de mistura rápida, o efluente passará para a unidade de floculação ou mistura lenta, com baixos gradientes de velocidade. Esse procedimento objetiva possibilitar a formação de coágulos maiores, denominados flocos, que ocorrem com a colisão das partículas, de forma que possam aumentar o peso suficientemente para haver boa sedimentação e remoção por decantação;
11. Decantação: quando a quantidade e a densidade de flocos registrar quantidade de sólidos sedimentáveis suficientes, as impurezas devem ser recolhidas por decantação, sendo removidas dos efluentes líquidos. Os decantadores são dimensionados em função das taxas de escoamento, conforme o tipo e as características dos efluentes, geralmente tem formatos cônicos redondos ou piramidais invertidos;
12. Flotação: é o processo de separação de materiais de peso específico diferente, os mais levem flutuam; frequentemente são adicionadas substâncias como sulfato de alumínio, cloreto férrico e polieletrólito, para aumentar a floculação e melhorar a eficiência do tratamento;
13. Adensamento do Lodo: o material sólido resultante do tratamento físico-químico da água denomina-se lodo; seria o mesmo que dissolver terra argilosa num copo de água e após deixar a terra argilosa decantar com a água parada, isto é o lodo. No caso do lodo resultante do fundo dos decantadores, poderão ser encontradas concentrações de partículas sólidas, que se forem expressivas, poderão necessitar de unidades de adensamento, que eliminam o excesso de água, aumentando a concentração de sólidos. Atualmente o lodo das ETEs e ETAs é destinado para valas de reservação e acondicionamento definitivo de resíduos de classes I ou II;
Processos com tratamentos químicos específicos já foram desenvolvidos para recuperação de Cromo em efluentes de curtumes, oxidação de sulfetos, oxidação de cianetos, redução do cromo hexavalente, neutralização de efluentes ácidos ou alcalinos e remoção de metais pesados.
Dr. Roberto Naime, Colunista do Portal EcoDebate, é Doutor em Geologia Ambiental. Integrante do corpo Docente do Mestrado e Doutorado em Qualidade Ambiental da Universidade Feevale.
EcoDebate, 21/08/2014
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