Cloração da água

O cloro evaporando

A água recebe um tratamento convencional de mistura, floculação, decantação lamelar e filtração em duas fases, uma sobre leito de areia e outra final em carvão ativo.

• A estação dispõe de um sistema de ozonização para o doseamento de ozono tanto na câmara de mistura como na entrada dos filtros de carvão. Além disso, conta com depósitos com capacidade para armazenar 6.200 m3 de água tratada e com uma capacidade de tratamento de 150 l/s

Cloração é o processo de adição de cloro (Cl 2) á água como um método de purificação de água para torná-la apto ao consumo humano como água potável. A filtração e a cloração da água diminuem significativamente a carga de micro-organismos.

Como as manchas de origem metálica se formam na água: 

Metais pesados: ferro, cobre, manganês etc:

De forma geral, os metais pesados, seguem um padrão de comportamento químico comum: são solúveis em águas ácidas, geralmente, sem lhes transmitir cor, especialmente na ausência de oxigênio (caso das águas subterrâneas). Por isso, praticamente toda água contém alguma quantidade de metais (as de poços certamente em maior quantidade). Alterações químicas ou físico-químicas podem provocar reação desses metais para formar sais fortemente coloridos, os quais, quando solúveis, transmitem cor à água e, quando insolúveis, precipitam da solução sobre as superfícies subaquáticas. A mancha estará, então, formada. 

• Essas alterações podem ser a adição de oxidantes, como o cloro, em dosagens normais (1 a 3 ppm) ou em oxidações de choque (aumento do potencial de oxidação da água, isto é, química), aumento do pH pela adição de um produto qualquer (físico-química). A combinação das duas produz os resultados mais dramáticos: precipitação imediata da mancha diretamente da água para a superfície mais próxima. Alterações assim bruscas, portanto, produzem manchas localizadas; alterações que ocorrem mais lentamente produzem manchas distribuídas.

Uma característica dos sais de metais pesados é que eles se precipitam numa forma gelatinosa, pegajosa e se não removidos em tempo, ficam aderidos às superfícies. Por isso, sais metálicos são utilizados também na coagulação e clarificação de águas, como por exemplo, os sais de ferro, de cobre, entre outros.

Cálcio:

Embora não seja um metal pesado, o cálcio é o principal ingrediente de águas duras (aquelas que contém alta concentração de sais de cálcio e magnésio) e toda água, de piscina ou não, o contém. Na faixa ideal de pH para águas de piscinas (7,4 a 7,6) todo o cálcio em solução está na forma de bicarbonato, amplamente solúvel. Quando o pH excede 7,8 entretanto, ele assume a forma de carbonato e alterações no equilíbrio físico-químico da água, ou aumento da quantidade de cálcio no meio, fazem com que parte desse carbonato seja expelido da solução. É quando a água se torna leitosa e camadas de uma sujeira branca ou cor de creme se formam nas paredes e pisos (pode também aprisionar outros íons metálicos, como cobre e ferro, e colorir-se em mistura com eles). Essa deposição forma uma casca dura, bastante áspera ao tato e, em casos mais severos, pode prender fios de trajes de banho e até produzir cortes na pele. Só pode ser removida por lavagem ácida.

Caso especial: piscinas de fibra:

Manchas pretas que se formam nas superfícies do gel coat (pintura da fibra de vidro) são devidas ao cloro ou oxigênio dissolvido na água que penetra através da delgada camada do gel coat, ou nas suas eventuais falhas, os quais reagem com os metais ali contidos. São, portanto, manchas de origem metálica que, até o lançamento do Inibidor de Manchas, só podiam ser eliminadas esvaziando-se a piscina e aplicando-lhe a lavagem ácida ou lixando-a inteiramente.

Como o Inibidor de Manchas e Incrustações funciona:

O ingrediente ativo do Inibidor de Manchas e Incrustações se combina quimicamente com os metais pesados, formando um complexo solúvel que impede a reação dos mesmos com o oxidante ou a reverte. Se o metal não se oxida, não produz cor; se é solúvel, não produz manchas. 

• Quando as manchas já estão formadas, tanto no caso dos metais pesados como nas piscinas de fibra, o Inibidor de Manchas e Incrustações as dissolve porque a mesma reação ocorre com os metais depositados (complexação e solubilização), fazendo com que a mancha desapareça.

No caso do cálcio (águas duras) do Inibidor de Manchas e Incrustações impede sua precipitação mesmo sob intenso aumento da concentração de íons de cálcio ou com bruscas de variações de pH, porém, manchas formadas não podem ser removidas como no caso dos metais pesados.

• Diante dos raios ultravioleta e na presença de cloro o agente complexante do Inibidor de Manchas e Incrustações gradualmente se decompõe e se torna insolúvel, ficando retido, junto com o metal, no filtro (que deve funcionar continuamente ou pelo menos durante as horas de sol), de onde ambos são removidos por retrolavagem.

Processo inicial fisico químico de separação

DAAE SP:

O Departamento Autônomo de Água e Esgoto - DAAE (SP) dispõe de duas Estações de Tratamento de Água

Etapas do processo de tratamento da água:

Coagulação e floculação:

O processo de coagulação é realizado por meio da adição de Cloreto Férrico e tem a finalidade transformar as impurezas da água que se encontram em suspensão fina em estado coloidal.

• Inicialmente, são adicionados no canal de entrada da ETA a solução de Cal e o Cloreto Férrico. Em seguida a água é encaminhada para o tanque de Pré-Floculação para que o coagulante e o cal se misturem uniformemente no líquido, agindo assim de uma forma homogênea e efetiva.

Na floculação, a água é submetida à agitação mecânica para possibilitar que os flocos se agreguem com os sólidos em suspensão, permitindo assim uma decantação mais rápida.

Decantação:

A etapa de decantação consiste na remoção de partículas em suspensão mais densas que a água por ação da gravidade.

Para uma maior eficiência, o percurso da água floculada para os Decantadores deve ser o menor possível e em condições que evitem a quebra dos flocos ou que impeçam a sedimentação das partículas.

As partículas mais densas que a água irão se depositar no fundo do decantador.

Filtragem:

A filtração é a retenção de partículas sólidas por meio de membranas ou leitos porosos. As Estações de Tratamento de Água utilizam filtros de carvão ativo, areia e cascalho. Para o funcionamento dos filtros é necessário a realização de dois controles:

• Controle do nível de água;
• Controle da vazão de entrada de água decantada para os filtros e saída de água filtrada.

As ETAs possuem filtros rápidos que funcionam por ação da gravidade e sob pressão. São lavados a contra-corrente (inversão de fluxo) com uma vazão capaz de assegurar uma expansão adequada para o meio filtrante.

Fluoretação e cloração:

• A cloração consiste na desinfecção das água através da utilização de cloro gasoso (ETAs) ou hipoclorito de sódio (poços).
• A fluoretação é realizada visando proporcionar uma medida segura e econômica de auxiliar na prevenção da cárie infantil. Nas ETAs e nos poços artesianos é utilizado o fluor sob a forma de Ácido Fluossilícico. As dosagens de cloro e fluor utilizados para o tratamento da água seguem as normas convencionais dos padrões de potabilidade.

Tecnologia:

• Como halogênio, o cloro é um desinfetante altamente eficiente e é adicionado à água de abastecimento público para eliminar agentes patogênicos causadores de doenças, tais como bactérias, vírus e protozoários que geralmente crescem nos reservatórios de abastecimento de água, sobre as paredes de condutores de água e em tanques de armazenamento. Os agentes microscópicos de muitas doenças, como cólera, febre tifóide e disenteria mataram inúmeras pessoas antes de métodos de desinfecção serem empregados de forma rotineira.

Por ser um forte agente oxidante, o cloro funciona através da oxidação de moléculas orgânicas. O cloro e seu produto de hidrólise, o ácido hipocloroso, têm carga neutra e por conseguinte, penetram facilmente a superfície de carga negativa de agentes patogênicos sendo capaz de desintegrar os lípidos que compõem a parede celular reagindo com enzimas e proteínas intracelulares, tornando-os não-funcionais. Os microorganismos então morrem ou são impossibilitados de se multiplicar.

Princípios:

Quando dissolvido na água, o cloro se converte em uma mistura equilibrada de cloro, ácido hipocloroso (HOCl) e ácido clorídrico (HCl):Cl2 + H2O HOCl + HCl

• Em solução ácida, as principais espécies são Cl2 e HOCl enquanto em solução alcalina eficaz somente ClO- está presente. Pequenas concentrações de ClO2-, ClO3-, ClO4- também são encontradas.

Desvantagens da cloração da água:

• A desinfecção por cloração pode ser problemática em algumas circunstâncias. O cloro pode reagir com composto orgânicos de ocorrência natural encontrados na água de abastecimento produzindo subcompostos conhecidos como subprodutos da desinfecção. Os subprodutos mais comuns são trialometanos (THM) e ácido haloacêtico s (AIH). Os Trialometanos são o principais subprodutos de desinfecção criados a partir da cloração com dois tipos diferentes, o bromofórmio e o dibromoclorometano, que são os principais responsáveis ​​por danos à saúde. Os seus efeitos dependem estritamente da duração da sua exposição aos produtos químicos e a quantidade que foi ingerida. Em doses elevadas, o bromofórmio causa a redução da atividade cerebral normal, que se manifesta por sintomas como sonolência ou sedação. A exposição crônica de ambos bromofórmio e dibromoclorometano podem causar câncer do fígado e rins, bem como doenças do coração, perda de consciência e morte em doses elevadas. Devido ao potencial carcinogênico destes compostos, os regulamentos de água potável em todo o mundo desenvolvido exigem um acompanhamento regular da concentração destes compostos nos sistemas de distribuição de sistemas de água municipais. A Organização Mundial de Saúde afirmou que os "riscos para a saúde destes subprodutos são extremamente pequenos em comparação com os riscos associados com a desinfecção inadequada". 

Outra desvantagem está na incompleta desativação de protozoários, quando aplicado um tempo de contato, como exemplo o Cryptosporidum que é resistente à cloração e afeta inúmeras pessoas em todo o mundo.

Métodos alternativos de desinfecção da água:

O cloro na água é mais de três vezes mais eficaz como desinfetante contra a Escherichia coli do que uma concentração equivalente de bromo e mais de seis vezes mais eficaz do que uma concentração equivalente de iodo.

Ozônio:

A Ozonização é usada por muitos países da Europa e também em alguns municípios do Estados Unidos e Canadá. Esta alternativa é mais rentável e de alta intensidade energética. Trata-se de borbulhagem de ozônio na água, o que quebra todos os parasitas, bactérias e todas as outras substâncias orgânicas nocivas. No entanto, este método não deixa qualquer residual para controlar a contaminação da água, após o processo ter sido concluído.

Cloramina:

A desinfecção com cloramina também está se tornando cada vez mais comum. Ao contrário do cloro, a cloramina tem uma meia-vida mais longa no sistema de distribuição e ainda mantém uma proteção eficaz contra patógenos. A razão da cloraminas persistir na distribuição é devido ao seu potencial redutor relativamente mais baixo em comparação com o cloro livre. A cloramina é formada pela adição de amoníaco em água potável, para formar mono-, di-, e tricloraminas. Considerando que a Helicobacter pylori pode ser muitas vezes mais resistente ao cloro que a Escherichia coli, ambos os organismos são igualmente suscetíveis ao efeito de desinfecção da cloramina.

Filtragem doméstica:

A água tratada por filtração e filtração doméstica pode não precisar de desinfecção adicional; uma percentagem muito elevada dos agentes patogênicos são removidos por materiais no leito filtrante. A água filtrada deve ser utilizada logo após ser filtrada, já que a baixa quantidade de microorganismos restantes podem proliferar ao longo do tempo. Em geral, esses filtros domésticos removem mais de 90% do cloro disponível em um copo de água tratada. Estes filtros devem ser periodicamente substituídos já que o conteúdo bacteriano da água pode realmente aumentar devido ao crescimento de bactérias no interior da unidade filtrante.

• A água é bombeada por quatro conjuntos motor bomba de 600 HP de potência cada.
• Esta estação elevatória permite que a água seja enviada até a Estação de Tratamento de Água (ETA), através de duas adutoras, sendo uma de ferro fundido de 24 polegadas e outra de aço inox de 24 polegadas, superando um desnível de 140 metros.

Central de entrada e tanque de areia (DAE-Bauru-SP)