CLORO: MELHOR AGENTE NO TRATAMENTO DE ÁGUA

O Cloro é o Melhor Agente no Tratamento da Água Tanto para devolver a água ao meio ambiente depois da sua utilização em áreas desprovidas de saneamento básico, quanto para fazê-la retornar para a estação de tratamento via rede de esgotos, um elemento é fundamental nesse processo: o cloro. "A purificação da água com cloro é considerada como a maior conquista do homem em saneamento básico deste milênio", lembra Cláudio Oliveira, presidente da Associação Sul-Americana da Indústria de Cloro-Soda e Derivados (Clorosur) e da Associação Brasileira da Indústria de Álcalis e Cloro Derivados (Abiclor). Como poderoso bactericida, o cloro oxida e agrupa os materiais orgânicos e inorgânicos, permitindo a remoção das impurezas, ao mesmo tempo que mata bactérias, protozoários, vermes e vírus. "É a alternativa considerada mais adequada para a purificação da água, reconhecida pelos organismos internacionais de saúde e referendada por revistas e publicações do mundo inteiro", completa Oliveira. Primeiro, informa, por ser facilmente transportável e aplicável, mas principalmente pelo seu teor residual. O cloro é o único elemento para higienização da água que deixa resíduo, evitando que algum fator externo possa levar o produto à contaminação posterior. Enquanto outros tratamentos, como o ozônio e o ultravioleta, tratam apenas de um volume previamente determinado de água, o cloro protege a água, da estação de tratamento até a torneira de casa, onde chega ainda com capacidade de desinfecção. Para se combater doenças como o cólera, por exemplo, em que não se conhece a área atingida pelo vibrião, o teor residual do cloro é fundamental. Sob a forma de cloreto férrico e policloreto de alumínio, o cloro age com eficácia na purificação das águas de rios poluídos. O Mundo do Cloro • Histórico • Situação atual • O papel do cloro para nossa economia • O Cloro e a Natureza Como se iniciou o uso do cloro para tornar a água potável? No final do século XIX e começo do século XX, a incidência de enfermidades e óbitos causados por doenças propagadas pela água era muito elevada. Por exemplo, na América do Norte, no século XIX, a mortalidade devido a febre tifóide chegou a 300 casos por 1000 habitantes. Histórico A cloração de águas públicas foi introduzida nos eua, em Jersey City - Nova York, em 1908, e espalhou-se rapidamente, à medida que essa técnica demonstrou ser altamente eficiente na redução da incidência e mortes causadas por doenças comuns de propagação hídrica. Doenças como a cólera continuam a eliminar milhares de vidas a cada ano nos países de terceiro mundo, em grande parte por causa de práticas inadequadas de desinfecção da água potável. Por exemplo, uma epidemia de cólera continua a causar enfermidades e mortes na América do Sul, onde mais de 500 mil casos de cólera foram registrados desde 1991. A popularidade do cloro é bem merecida, pois ele é fácil de aplicar, dosar e controlar, mantém uma ação desinfetante residual durante a distribuição de água aos consumidores após tratamento e é econômico quando comparado com agentes desinfetantes alternativos. O cloro é também o desinfetante mais eficaz para se usar em casos de desastres naturais, tais como inudações. A cidade de Des Moines lowa, foi capaz de reiniciar seu sistema de água potável depois das inundações de 1993 e fornecer água potável segura, somente superclorando suas instalações de tratamento e tubulações de distribuição para livrá-lo de organismos patogênicos. A cloração aumentada também é uma medida típica por fornecedores de água para corrigir o suprimento de água contaminada por enxurradas, como ocorre em muitas bacias hídricas. Situação atual Devido à presença de quantidades muito pequenas de subprodutos de desinfecção, tais como clorofórmio, que resultam de desinfecção de águas naturais com presença de matéria orgânica, a EPA (Agência de Proteção Ambiental - EUA) está considerando padrões mais rigorosos para práticas de desinfecção de águas potáveis. Porque é possível afirmar que a natureza está adaptada a conviver com o cloro? O cloração é um elemento criado pelo homem. Ele está presente desde que o universo foi criado e permanecerá existindo. O cloro representa 2,9% da água do mar. Somente a natureza, através de algumas plantas e animais, produz 2 mil compostos organoclorados. 0,045% da crosta terrestre é composta de cloro, sendo que ele representa 1,9% dos oceanos e é o 11º elemento mais abundante na natureza. Ao lado dos enormes depósitos subterrâneos de sal, os oceanos podem ser considerados a grande fonte natural de cloro. Cerca de 2% da composição dos oceanos é cloro. Somente as algas e bactérias marinhas liberam por ano mais de 5 milhões de toneladas de derivados clorados (cloreto de metila). Os oceanos e os mares contêm cerca de 50 trilhões de toneladas de cloro. Todo ano, aproximadamente, 10 bilhões de toneladas de cloro na forma de sal (maresia e material particulado) são arremessados à atmosfera por força dos ventos e das ondas. Inúmeras reações fotoquímicas, isto é, reações químicas influenciadas pela luz, ocorrem nos pequenos aerossóis através do ar e, como resultado, uma vasta variedade de produtos é formada. Outras fontes naturais são as erupções vulcânicas, que emitem toneladas de cloro em seu estado gasoso, e muitos outros organismos marinhos, plantas e insetos, que produzem uma grande variedade de substâncias cloradas.TRATAMENTO DE ÁGUA ÍNDICE 1. Análise de Água Típica 1.1 Introdução 1.2 Características da água 1.3 Turbidez 1.4 Cor 1.5 Ferro 1.6 Dureza 1.7 Sílica 1.8 Gases diversos 2. Clarificação de águas 2.1 Noções básicas 2.2 Sólidos suspensos 2.3 Velocidade de sedimentação 2.4 Coagulação 2.5 Pré-decantação 2.6 Finalidade da pré-decantação 2.7 Tipos de decantadores 3 Clarificação 3.1 Mecanismos de coagulação 3.2 Compostos químicos utilizados 3.3 Propriedade dos coagulantes 3.4 Coadjuvante de coagulação 3.5 Polieletrólitos 3.6 Equipamentos de clarificação 4 Filtração 4.1 Filtros a gravidade 4.2 Filtros a pressão 4.3 Filtros tipo-auto-laváveis 5. Cloração 5.1 Pré-cloração 5.2 Objetivos 5.3 Demanda de cloro 5.4 Compostos clorados 5.5 Conclusões Análise de Água Típica 1.1 Introdução Por definição, tratamentos primários são todos os processos fisico-químicos a que é submetida uma água, para modificar sua qualidade, tornando-a com características que atendem as especificações solicitadas para uma determinada aplicação industrial, ou para consumo potável. A água pode ser subdividida, quanto ao seu uso, em:- água de uso potável- água de uso industrial Podemos definir, para melhor compreensão, que um tratamento primário de água é aquele que modifica a qualidade da água quanto ao aspecto, cor, turbidez, etc., bem como modifica as características químicas, em alguns casos de forma bastante intensa. (volta ao índice) 1.2 Características da Água A água, "in natura", nunca é pura. Mesmo quando ela é proveniente de uma precipitação pluviométrica, quando é considerada pura, ela contém sólidos dissolvidos e suspensos e alguns gases dissolvidos. Após o último contato com o solo, quer seja por percorrer a surpefície terrestre ou por percolar pelas camadas rochosas, as impurezas contidas na água são incrementadas, devido ao grande poder de dissolução que ela possui. Daí a necessidade de purificação e condicionamento antes de seu uso. A quantidade dissolvida depende dos seguintes fatores: - A solubidade dos materiais contatados; - A intimidade do contato; - O tempo de permanência em contato. No caso de impurezas suspensas, os fatores determinantes de sua presença são: - quantidade de material finamente dividido; - diâmetro das partículas; - peso específico das partículas; - velocidade de fluxo do corpo de água. Para o desenvolvimento do estudo em pauta, é necessário o conhecimento de alguns conceitos das impurezas encontradas na água. (volta ao índice) 1.3 Turbidez Turbidez é o termo aplicado a matéria suspensa de qualquer natureza, presente em um corpo de água. É necessário uma distinção entre matéria suspensa, que precipita rapidamente, chamada sedimento, e aquela que precipita vagarosamente, que provoca a turbidez. A turbidez é encontrada em quase todas as águas de superfície, em valores elevados, e normalmente ausente em águas subterrâneas. Em águas de superfície ela pode atingir valores de até 2000 mg/l, como SiO2, ou mais.Águas de lagos, lagoas, açudes e represas são, geralmente, possuidoras de turbidez baixa, porém variável em função dos ventos que revolvem seus fundos. Águas de rios e riachos apresentam alta turbidez. De uma forma geral, após uma precipitação de chuvas as águas de superfície tendem a aumentar seus valores de turbidez. 1.4 Cor Cor em água é quase que, invariavelmente, devido a presença de matéria orgânica proveniente de matéria vegetal em decomposição. Quase todas as águas de superfície apresentam cor enquanto que as subterrâneas são, geralmente, isentas. A presença de cor em água é indesejável na grande maioria das aplicações industriais. Em fábricas de papel, por exemplo, a cor na água de processos irá tingir as fibras de celulose. Em aplicações de água para a alimentação de caldeiras, a matéria orgânica, que produz a cor tende a se carbonizar provocando incrustrações nos tubos da caldeira. (volta ao índice) 1.5 Ferro A forma mais comum, em que o ferro solúvel é encontrado nos corpos de água, é como bicarbonato ferroso - Fe(HCO3)2. É encontrado, nesta forma, em águas subterrâneas profundas, limpas e incolores que em contato com o ar se turvam e sedimentam um depósito amarelo-marrom avermelhado. A reação envolvida, é a seguinte: 4 Fe (HCO3)2 + O2 + 2H2O ===> 4 Fe (OH)3 + 8 CO2 4 Fe (OH)3 ===> 2 Fe2 O3 + 6H2O Da mesma forma que a cor, o ferro contido em águas de uso industrial provoca problemas, que vão desde o aparecimento de depósitos e crostas de óxido de ferro, Fe2O3, até a coloração de produtos que a água contata e interferências em processos industriais. (volta ao índice) 1.6 Dureza A dureza de uma água é proporcional ao conteúdo de sais de cálcio e magnésio. Estes sais, e em ordem decrescente de abundância na água, são bicarbonatos (HCO3), sulfatos (SO4), cloretos (CL-) e nitratos (NO3). A quantidade de cálcio é, normalmente, duas vezes maior do que a de magnésio. Logicamente, estes valores são valores médios que podem ser diferentes em determinados tipos de água. No Brasil, a dureza de uma água pode variar desde 5 mg/l ate 500 mg/l como carbonato de cálcio. 1.7 Sílica Sílica é um constituinte de todas as águas naturais. Independente da fonte de água os valores de sílica, normalmente encontrados, estão na faixa de 3 a 50 mg/l como SiO2. Águas altamente alcalinas podem em certas ocasiões apresentar valores, talvez maiores dos que acima. (volta ao índice) 1.8 Gases Diversos É comum o aparecimento de gases dissolvidos nas águas brutas. Podemos citar os seguintes : - Dióxido de carbono - Oxigênio - Sulfeto de Hidrogênio - Metano O Dióxido de Carbono, provém da decomposição de materiais orgânicos na água. O Oxigênio é proveniente do contacto do ar com a água. O Sulfeto de Hidrogênio tem a mesma proveniência do Dióxido de Carbono. O Metano, raramente encontrado, é proveniente da decomposição de material biológico. A CLARIFICAÇÃO DAS ÁGUAS 2.1 Noções básicas A Clarificação das águas é empregada para a remoção de sólidos suspensos (turbidez) nas aguas. A extensão desta remoção de impurezas, depende do equipamento e do tratamento químico empregado na Clarificação. (volta ao índice) 2.2 Sólidos Suspensos Sólidos suspensos consistem de partículas insolúveis e de sedimentação lenta. A titulo de ilustração apresentamos, abaixo, alguns exemplos de tempo de sedimentação em função das partículas. Sólidos Suspensos Tempo para decantação Areia grossa Segundos Areia fina Minutos Barro Horas Argila Anos As razões básicas do porque as partículas suspensas demoram para decantar, são: - tamanho muito pequeno ( inferior a 10 microns ) - carga negativa Nas condições acima, a água mantém as pequenas partículas em suspensão, com influência direta do peso especifico da partícula, carga das partículas, viscosidade da água, temperatura da água, número de Reynolds do fluxo de água, etc. Partículas do mesmo tamanho tem condições de sedimentação diferentes em águas de temperaturas diferentes. Geralmente os sólidos suspensos tem uma carga negativa de cerca de 25 milivolts e se repelem mutuamente. A esta carga dá-se o nome de Potencial Zeta. (volta ao índice) 2.3 Velocidade de sedimentação Uma partícula irá sedimentar quando a força da gravidade excede as forças de inércia e de viscosidade. A velocidade final de sedimentação de uma partícula é definida pela relação: (volta ao índice) 2.4 Coagulação De alguma forma pode-se concluir que um processo de clarificação de água consiste na manutenção de condições físico-químicas tais, que os sólidos suspensos na água são removidos por uma sedimentação. Todavia, é necessário trabalhar-se em conjunto com as cargas das partículas para se obter um resultado final melhorado.O processo de alteração de cargas das partículas se chama de coagulação. Coagulação e o processo de neutralização das cargas negativas das partículas que faz com que as mesmas se atraiam, promovendo aglomeração, formando partículas maiores, aumentando a velocidade de sedimentação. A carga negativa das partículas e causada por uma camada fixa de ânions, seguida de uma camada fixa de cátions e ânions. A predominância de ânions na estrutura resulta numa carga negativa.Para que ocorra a neutralização das cargas negativas, é necessário se substituir os cátions monovalentes na estrutura externa, por cátions polivalentes.Íons de alumínio e íons ferricos são usados para este fim. A redução da carga da partícula para - 5,0 a 0,0 milivolts diminui as forças de repulsão a tal ponto que as partículas podem colidir e aderir umas as outras. Formam-se micro-aglomerados. Este é o primeiro efeito resultante do processo de floculação. A segunda reação, que segue a neutralização de cargas, é a formação do floco. Este fenômeno é o agrupamento de micro-aglomerados para formar massas maiores que sedimentarão. (volta ao índice) 2.5 Pré - Decantação O processo puro e simples de decantação é aquele aplicado quando a água apresenta sólidos em suspensão em condições de decantar normalmente sem o auxilio do processo de floculação. 2.6 Finalidade da Pré-Decantação A pré-decantação é empregada para separar partículas suspensas de grande tamanho, acima de 10 microns. Para que isto ocorra é necessário que haja um tempo de retenção, no pré-decantador, suficiente para que ocorra o processo. O tempo de retenção necessário é calculado considerando-se os seguintes fatores: - Porcentagem de remoção de sólidos suspensos. - Profundidade do decantador. - Velocidade de sedimentação das partículas. - Dimensões do decantador. - Velocidade de passagem da água pelo equipamento. A velocidade de sedimentação de uma partícula que decanta através de uma distância equivalente a profundidade do tanque decantador, em um período de retenção especifico, pode ser considerado como velocidade de passagem da água. A expressão utilizada para esse processo é a seguinte: (volta ao índice) 2.7 Tipos de decantadores Existem dois tipos de pré- decantadores que podem ser mencionados: - naturais - construídos Os pré-decantadores naturais são, geralmente, constituídos por açudes, lagoas, represas, etc. que uma determinada indústria utiliza, sem preocupação de avaliação do perfil de lama, nível do mesmo, ou remoção voluntária da lama. Os construídos tem, geralmente, formas variadas, com entradas e saídas de água pelos lados menores e um sistema de remocao de lama, formada pelas particulas decantadas. 2.8 Resultados esperados Todo sistema de pre-decantação é empregado quando, e se:- houver disponibilidade de área- a água apresentar turbidez superior a 200 ppm- existir partículas em suspensão maiores que 10 microns de tamanho. Uma pré-decantação deveria, quando aplicada corretamente apresentar: - uma água livre de areia e outros sólidos maiores - uma água com turbidez inferior a 100 ppm. (volta ao índice) CLARIFICAÇÃO 3.1 Finalidade A clarificação propriamente dita é o processo utilizado para remover sólidos em suspensão, quando a pré- decantação nao for suficiente para fornecer uma água com as especificações adequadas. O processo de clarificação envolve duas etapas que são: - coagulação - sedimentação 3.2 Mecanismos da coagulação A coagulação resulta de dois mecanismos básicos: a coagulação eletrocinética, onde o Potencial Zeta é reduzido por íons ou colóides de cargas opostas e a ortocinética, onde as miscelas se agregam e formam flocos que aglomeram as partículas em suspensão. (volta ao índice) 3.3 Compostos químicos utilizados Conforme visto anteriormente para ocorrer a coagulação, é necessária a adição de cátions de alumínio ou ferro. Os compostos geralmente usados para fornecer estes cátions são sais de reação ácida. Dados sobre os compostos e a quantidade de alcalinidade consumida, quando estes são adicionados na água, são apresentados a seguir. A alcalinidade consumida pode ser de procedência natural ou adicionada. Coagulante Fórmula Sulfato de alumínio Al2(SO4)3 . 18 H2O Alumen Amoniacal AL2(SO4)3 . (NH4)2SO4 . 24 H2O Alumen Potássico AL2(SO4)3 . K2SO4 . 24 H2O Sulfato Ferroso FeSO4 . 7 H2O Sulfato Ferroso Clorado FeSO4 . 7 H2O . (1/2 Cl2 ) Sulfato Férrico Fe2(SO4)3 Cloreto Férrico FeCl3. 6H2O Se a água a ser tratada não tem alcalinidade suficiente, então é necessário proceder-se a adição de um composto alcalino. A seguir, apresentamos informações relativas a alcalinidade,fornecida por estes produtos. Composto Fórmula mg/l de alcalinidade por mg/l do produto Bicarbonato de sódio NaHCO3 0,60 Carbonato de sódio Na2CO3 0,94 Soda cáustica NaOH 1,23 Cal virgem CaO 1,21 Cal hidratada Ca(OH)2 1,26 Em alguns casos é necessário reduzir-se ao invés de se adicionar alcalinidade. O produto utilizado, normalmente, e o ácido sulfúrico. Algumas informações são fornecidas a seguir: Composto Concentração( mg/l) Redução de alcalin. Ácido sulfúrico 60ºBe 77,6% 0,79 Ácido sulfúrico 66ºBe 93,2% 0,95 Ácido sulfúrico Conc. 98,0% 1,00 (volta ao índice) 3.4 Propriedade dos coagulantes O coagulante mais popular empregado em tratamentos primários de água é o sulfato de alumínio. Quando adicionado a uma água quimicamente pura, a seguinte reação ocorre: Al2(SO4)3 + 6H2O <===> 2 Al(OH)3 + 6H + 3 SO4 Esta reação é reversível e qualquer que seja a alteração de pH (alcalinidade) fornecida a solução, existirá um desequilibrio sensível. Como regra geral, para que esta reação se processe de forma satisfatória, será necessário que o pH do meio esteja na faixa de deslocamento da reação para o sentido esquerdo. 3.5 Coadjuvante de floculação Diz-se que um produto é coajuvante de floculação (coagulação) a todos aqueles que de alguma forma aumentam, sensivelmente a performance dos coagulantes comuns, quando usado em conjunto. (volta ao índice) 3.6 Polieletrólitos Até a introdução dos materiais sintéticos, como coadjuvantes de floculação, chamados de polímeros polieletrólitos, a silica ativada não possuia nenhum competidor sério em clarificação de água. Além de serem, nitidamente superiores estes produtos tem a vantagem de serem economicamente mais convincentes. Os polieletrólitos podem ser classificados, com base no tipo de carga da cadeia polimérica, em catiônicos, aniônicos e não iônicos. No Brasil, devido as características de nossas águas e sólidos suspensos, somente os aniônicos e não iônicos encontram a sua melhor aplicação. A vantagem principal que os polieletrólitos oferecem é o tamanho avantajado de flocos, que proporcionam maior velocidade de sedimentação. Todos os polieletrólitos tem um limite máximo de dosagem após o qual, eles se tornam dispersantes e anti-econômicos. A descrição do mecanismo de ação dos polieletrólitos é tema de uma abundante bibliografia técnica, não sendo portanto abordado neste descritivo. 3.7 Equipamentos As reações de floculação são desenvolvidas em equipamento desenhado para este fim. Existem dois tipos gerais de equipamentos: - Clarificadores convencionais - Clarificadores compactos O tipo convencional ocupa muitas vezes mais espaco que o tipo compacto. Em geral os clarificadores do tipo convencional produzem água de melhor qualidade que clarificadores compactos, devido ao maior tempo de retenção para floculação e decantação. As operações de um clarificador são: 1. Mistura rápida da água a ser tratada, com os produtos químicos 2. Floculação 3. Decantação As necessidades de produtos químicos para uma boa clarificação podem ser determinadas fazendo-se um " Jar Test "( ver capitulo a parte ): JAR-TEST são séries planejadas de teste controlados , feitos sob diferentes condições, a fim de determinar a melhor combinação de produtos químicos que produzirá a qualidade da água desejada. Se houver matéria orgânica e cor dissolvidas para serem removidas, cloro ou permanganato de potássio podem ser usados como agentes oxidantes de pré-tratamento para destruir estas impurezas. (volta ao índice) 3.8 Equipamento de Clarificação O tempo de retenção de um clarificador convencional é de algumas horas. Os principais usuários de clarificadores do tipo convencional são as municipalidades. Devido a limitações de espaço, a maioria das indústrias instala clarificadores do tipo compacto. Geralmente estes são classificados como ascendente ou descendentes ( em relação ao fluxo ) e operam pelo princípio do contato-sólido ou manto de lama. Problemas Os problemas mais frequentes encontrados em clarificadores são arraste de flocos ou turbidez excessiva, devido a: - mal funcionamento do equipamento dosador de produtos químicos. - adição de produtos químicos em local não apropriado. - mal funcionamento do sistema de descarga de lodo. - dosagem imprópria de produtos químicos. - velocidade imprópria do agitador. (volta ao índice) FILTRAÇÃO Filtração da água é a passagem de água através de um meio poroso para remover matéria suspensa. O tipo de matéria suspensa a ser removida depende da água, que pode ser bruta ou tratada. A fonte original de água pode ser um rio, riacho, lago ou poço. Existem muitos tipos de filtros para remover matéria suspensa da água. Estes incluem os filtros de cartucho, de gravidade, de pressão e os auto-laváveis. Os mais comumente encontrados em tratamento de água industrial são os filtros de gravidade, de pressão e auto-laváveis. Filtros eficientes devem produzir água com turbidez inferior a 2 mg/l. 4.1 Filtros a gravidade Como o próprio nome já diz, a água é distribuida e passada verticalmente, de cima para baixo, pelo filtro, por gravidade. Comumente o meio filtrante é areia suportada por pedra. Um sistema de drenagem compõe-se de um tubo principal com ramificações perfuradas ou fundo falso com distribuidores especiais. A camada de pedra tem em geral espessura determinada, sendo classificada. Disposta em camadas, com pedras de maior granulometria no fundo e as de menor granulometria no topo. A camada de areia, normalmente definidas em areia grossa e fina, estão sobre a camada de pedras. O sistema de drenagem é também usado para a contra lavagem que é feita verticalmente de baixo para cima, através do filtro, para remover matéria acumulada.Lavam-se os filtros em contra corrente (de baixo para cima) em geral, quando a perda de pressão atinge 8 psi. Isto ocorre quando a matéria filtrada é acumulada retardando a passagem da água. Razões para má operação de filtros: 1. Pressão de contra lavagem inadequada. 2. Defeito no sistema de drenagem. 3. Bolos de lodo formados na areia devido a propriedade da matéria filtrada. 4. Fendas no leito de areia.Geralmente, 3 e 4 são consequências de contra lavagem inadequada ou defeitos no sistema coletor. (volta ao índice) 4.2 Filtro de pressão Filtros de pressão são usados quando a água a ser filtrada é fornecida sob pressão e quando a água filtrada deverá ser distribuida sem bombeamento adicional. Filtros de pressão podem ser usados para filtrar água fria ou quente. Quando a água a ser filtrada é quente, o meio filtrante deverá ser o antracito, porque a água quente, especialmente água alcalina quente, pode dissolver a pedra e a areia contaminando a água com sílica. Filtros de pressão podem ser verticais ou horizontais. Como nos filtros de gravidade, os filtros de pressão são equipados com um sistema de distribuição de água a ser filtrada e um sistema coletor para água filtrada. O sistema de distribuição serve também para coletar as águas de contra lavagem. O sistema coletor, na operação de contra lavagem, é usado para suprir o filtro de água. O sistema coletor poderá ser do tipo tubo e ramifições ou fundo falso dotado de coletores plásticos. Os filtros, algumas vezes, podem ser dotados de sistemas de lavagem ar-água, para auxiliar a operação de contra lavagem. O ar é injetado abaixo do meio filtrante e ajuda a liberar a matéria aglutinada.Filtros de pressão devem ter um espaço livre adequado. Este é o espaço entre a superfície do meio filtrante e o sistema coletor de contra lavagem. Quando se efetua a contra- lavagem, o leito de filtragem deve ser expandido para obter-se uma remoção adequada da matéria acumulada. Se o espaço livre for inadequado, pode-se perder o meio filtrante. O espaço livre não deve ser inferior a 50% da espessura do leito filtrante, a fim de permitir uma boa expansão durante a contra lavagem. (volta ao índice) 4.3 Filtros do tipo auto laváveis Existem várias versões de filtros do tipo auto-laváveis. Incluem-se os sem válvulas. Todos são filtros de gravidade e dispõem de dispositivo de distribuição de água sobre o meio filtrante e coletor de água filtrada. Geralmente o sistema de drenagem consiste de tubos ranhurados. Nestes tipos de filtros usa-se geralmente uma camada de areia fina, ou uma camada de antracito sobre a camada de areia fina, não sendo necessária a camada de pedras suporte.Estes tipos de filtros suprem sua própria água de contra lavagem. A necessidade de contra lavagem é determinada pela perda de pressão (colmatagem). Geralmente, a sequência de operação de cada tipo é similar, seguindo uma descrição típica de operação de um filtro deste tipo. A água a ser filtrada entra por um tubo de admissão, acima do leito de filtração sendo filtrada em sentido descendente através do leito, fluindo para a câmara de água filtrada, localizada acima do leito filtrante em compartimento separado. Durante o ciclo de operação normal de filtração, a água filtrada permanece na câmara de água filtrada, sendo destinada para o uso a extravazão do reservatório.Quando a contra pressão aumenta o suficiente para forçar a água na linha de contra lavagem no seu máximo de altura, o ciclo de contra lavagem é iniciado. O ar é purgado da linha e inicia-se uma ação de sifonamento. O fluxo de água através do meio filtrante é revertido e a água filtrada do compartimento superior de contra lavagem, fluirá em contra corrente através do meio filtrante, sendo descartado para o esgoto. Um dispositivo de quebra de sifão, no reservatorio de contra lavagem, atua quando a água atinge um nível mínimo pré determinado. Após o ciclo de contra lavagem inicia-se novamente o ciclo de filtração, com a manutenção do reservatório de água de contra lavagem e posterior extravazão para o consumo. (volta ao índice) CLORAÇÃO 5.1 Pré-cloração Denomina-se de cloração a operação de injeção de um composto químico clorado, altamente oxidante, na água. A finalidade desta operação é oxidar os materiais oxidáveis. Quando a cloração é efetuada logo após a captação de água, ela é chamada de pré-cloração. 5.2 Objetivos A pré-cloração é usada para oxidar, com o objetivo de modificar o carater químico da água. A pós-cloração, por sua vez, é utilizada com o propósito de desinfecção.A desinfecção é o objetivo principal da cloração. Atualmente os termos cloração e desinfecção são cada vez mais equivalentes, apesar do cloro poder ser usado, conforme visto, com outros propósitos sem ser o da desinfecção. Tanto o cloro como os compostos clorados, são oxidantes que podem reagir com uma grande variedade de compostos orgânicos e inorgânicos na água, antes de produzir qualquer efeito de desinfecção. A diversificação e a velocidade das reações dificultam o uso do cloro, especialmente se a água estiver muito contaminada. O potencial de oxiredução pode ser considerado como a medida da tendência de reação com vários materiais, porém não oferece nenhuma indicação sobre o regime ou a velocidade de reações. (volta ao índice) 5.3 Demanda de Cloro Como é óbvio, as características químicas das fontes de água diferem radicalmente entre si. As quantidades de cloro necessárias para obter um objetivo desejado, refletem claramente estas diferenças. Os compostos existentes na água, que exercem influência sobre a demanda de cloro, dificultam o uso deste elemento na desinfecção, pois exigem que se aplique a quantidade de cloro, não somente para destruir os compostos químicos, mas também para eliminar a vida biológica na água. Podemos enumerar como sendo os seguintes fatores, que influem na demanda de cloro de um sistema: - nível de compostos redutores inorgânicos ( reação estequiométrica ). - nível de compostos redutores orgânicos ( reação estequiométrica). - formação de derivados clorados. - cloro necessário para mineralizar os derivados obtidos anteriormente. - evaporação natural de cloro, fornecido pelo sistema. - quantidade de cloro necessária para obter os efeitos desejados. (volta ao índice) 5.4 Compostos Clorados Existem diversos tipos de compostos químicos utilizáveis para efetuar uma cloração, e dentre os mais comuns podemos citar os seguintes: Compostos Teor de Cloro Ativo % Cl2, Cloro (gás) 100,0 CaCl2, Cloreto de Cal (pó) 35,0 - 37,0 Ca (Cl O)2, hipoclorito deCálcio (pó) - "HTH" 70,0 - 74,0 NaClO, hipoclorito de sódio 10,0 - 12,0 (líquido) (volta ao índice) 5.5 Conclusões Apesar dos resultados altamentes compensadores obtidos, quer seja para oxidação quer seja para a desinfecção, a prática da cloração está longe de ser uma operação simples. A determinação de valores exatos de tempos de contato, demanda de cloro, residual de cloro livre, extensão da oxidação, extensão de desinfecção é tão complexa e laboriosa, que para uma aplicação industrial, aparentemente, não seria tolerável. No entanto, a utilização de cloro é tão difundida, que já existem parâmetros e regras práticas de fácil aplicação, que poderiam ser adotadas com margens de sucessos, quase que totais. Passamos abaixo a descreve-las: A. Pré-cloração - oxidação e desinfecção 1. O consumo de cloro na pré-cloração é sempre superior a pós-cloração. 2. O teor de cloro residual livre, no efluente do sistema de tratamento primário, deverá estar compreendido entre 0,5 e 1,0 mg/l de Cl2. 3. Se a água possuir teores de ferro ferroso e sulfeto de hidrogênio superiores a 1,0 mg/l cada, efetuar uma aeração, antes da cloração. 4. Para efeitos de oxidação e melhora do processo de clarificação é necessário que haja um tempo mínimo de contato de 15 minutos desde o momento em que a água recebeu o cloro até o inicio do processo de clarificação. (volta ao índice) B. Pos-Cloração - desinfecção 1. O teor de cloro livre residual, antes da utilização da água para qualquer finalidade, deverá estar compreendido entre 0,5 e 1,0 mg/l de Cl2. 2. O tempo de contato mínimo, para uma garantia total de desinfecção, é de 1 hora.Como resultados esperados no processo de cloração podemos citar, os seguintes: a. Oxidação da matéria orgânica e inorgânica, removendo cor da água e auxiliando o processo de clarificação. b. Controle microbiológico do sistema, evitando o desenvolvimento de microorganismos que alteram a operação do sistema. c. Desinfecção da água.Como regra prática para avaliar a necessidade de uma cloração, poderíamos mencionar: I - Pré-cloração A) Toda vez que for necessário se proceder a uma oxidação dos materiais contidos na água, ou quando a extensão da contaminação microbiológica for realmente grande, ou o tempo de residência quando efetuada a pós-cloração for inferior a uma hora. B) Toda vez que o teor de matéria orgânica oxidável, pelo dicromato de potássio em meio ácido, for superior a 5 mg/l. II - Pós-cloração Quando se utilizar a água para fins potáveis.