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Processos de Purificação da Água

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O objetivo do tratamento de água, geralmente de fontes superficiais, como lagos, reservatórios ou rios, é remover contaminantes e organismos por meio de uma combinação de processos biológicos, químicos e físicos para torná-la segura para consumo. Algumas delas ocorrem no ambiente natural, enquanto outras ocorrem em estações de tratamento de água projetadas e construídas.

Os processos de engenharia geralmente imitam ou se baseiam em processos naturais.

A segurança da água potável é totalmente determinada pela purificação da água.

A água deve ser testada para garantir que atende às diretrizes governamentais em vigor para garantir água potável segura.

Atender a esses padrões é crucial para garantir que a água seja devidamente purificada e impacte positivamente a comunidade. A água potável segura é um fator chave da saúde e segurança de uma comunidade.

Tratamento de Água – História

Os conceitos de tratamento de água subjacentes aos usados hoje foram desenvolvidos na Europa durante os anos 1700. Um surto de cólera em Londres foi ligado a um poço de água potável contaminado por esgoto em 1854. John Snow foi creditado com esta descoberta. No momento em que os Estados Unidos começaram a usar cloro para desinfetar a água potável (1908), a Europa também estava usando cloro, mas explorando a possibilidade de empregar ozônio para tratar a água potável. O Serviço de Saúde Pública dos EUA desenvolveu os primeiros regulamentos de água potável nos Estados Unidos em 1914. A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) mais tarde assumiu a responsabilidade por essa tarefa quando foi criada em 1970. O Safe Drinking Water Act (SDWA) tornou-se lei em 1974, e foi significativamente revisto em 1986 e 1996.

As revisões refletiram melhorias nos métodos analíticos para detectar contaminantes em níveis mais baixos e melhorias no monitoramento automatizado usado para avaliar o desempenho da estação de tratamento.

As revisões também começaram a abordar a necessidade de equilibrar riscos imediatos (agudos) versus riscos de longo prazo (crônicos). A necessidade de desinfetar a água para matar patógenos para proteger contra doenças agudas, versus a formação de subprodutos de desinfecção e seus efeitos crônicos à saúde é um exemplo desse balanço de risco.

Os Estados Unidos continuaram a examinar as práticas de tratamento de água na Europa, particularmente os padrões de qualidade da água estabelecidos pela Organização Mundial da Saúde (OMS).

Embora existam algumas diferenças filosóficas entre os Estados Unidos e a Europa em relação ao tratamento do sistema de distribuição e suas operações, os Estados Unidos se beneficiaram da experiência europeia.

Água Potável

Uma dessas diferenças filosóficas é que a comunidade européia de tratamento de água não vê a manutenção de um resíduo desinfetante até o final do sistema de distribuição como uma medida necessária de proteção à saúde pública. A comunidade de água potável dos Estados Unidos vê isso como um passo importante para proteger os clientes e o sistema de água do crescimento ou recontaminação bacteriológica.

À medida que os Estados Unidos entravam no século XXI, pesquisadores colaboravam com cientistas de todo o mundo para melhorar continuamente a qualidade e o tratamento da água e compartilhavam abertamente suas descobertas de pesquisa.

Purificação da água

purificação da água é o processo de remoção de produtos químicos indesejáveis, contaminantes biológicos, sólidos em suspensão e gases da água contaminada. O objetivo deste processo é produzir água adequada para um propósito específico. A maior parte da água é desinfetada para consumo humano (água potável), mas a purificação da água também pode ser projetada para uma variedade de outras finalidades, inclusive para atender aos requisitos de aplicações médicas, farmacológicas, químicas e industriais. Em geral, os métodos utilizados incluem processos físicos como filtração, sedimentação e destilação, processos biológicos como filtros lentos de areia ou carvão biologicamente ativo, processos químicos como floculação e cloração e o uso de radiação eletromagnética como luz ultravioleta.

processo de purificação da água pode reduzir a concentração de material particulado incluindo partículas em suspensão, parasitas, bactérias, algas, vírus, fungos; e uma gama de materiais dissolvidos e particulados derivados das superfícies com as quais a água pode ter entrado em contato após cair como chuva.

Os padrões de qualidade da água potável são normalmente estabelecidos pelos governos ou por padrões internacionais.

Esses padrões normalmente estabelecem concentrações mínimas e máximas de contaminantes para o uso que deve ser feito da água.

Processos de Purificação da Água – Etapas

A água percorre as seguintes etapas, para chegar às casas: captação (coleta); adução (transporte); tratamento; armazenamento e distribuição.

O tratamento da água deve ser iniciado desde as nascentes, até as barragens, através da proteção aos mananciais. A poluição de sua água por detritos, impurezas, dejetos domésticos, agrícolas e industriais, deve ser controlada o melhor possível, através de análises de rotina – o alerta é dado quando é atingido um número superior a 1000 microrganismos/cm3. Neste caso a água deve ser desinfetada com um algicida, tipo sulfato de cobre ou hipoclorito de sódio, assim que chega à estação de tratamento.

Estação de Tratamento

A seguir, a água receberá os seguintes tratamentos:

Adição de coagulantes

São misturadas à água substâncias químicas (sulfato de alumínio, sulfato ferroso, etc) e auxiliares de coagulação (hidróxido de cálcio =cal, carbonato de sódio= barrilha, etc) que irão ajudar na remoção das impurezas.

Coagulação e Decantação

Processos de Purificação da Água
Tanques de decantação

A água é conduzida aos misturadores (tanto rápidos quanto os lentos), que ajudam na floculação. Esta consiste na formação de flocos coloidais de hidróxido de alumínio, resultantes da reação entre sulfato de alumínio e a cal. Depois dos misturadores, a água é conduzida aos tanques de decantação, onde permanecerá por três horas. Com este repouso prolongado, os flocos vão se depositando no fundo destes tanques, levando consigo grande parte das impurezas, removendo assim muitas substâncias e seres patogênicos maiores, responsáveis pela sua cor, odor e sabor – melhorando a qualidade química e sanitária da água.

Filtração

Ao sair do tanque de decantação, a água passa por um sistema de filtros, utilizado para remover as impurezas que não ficaram retidas no fundo dos decantadores.

O tipo de filtro mais usado consiste em camadas de areia de diferentes diâmetros. Os filtros servem para reter as impurezas restantes, assim como bactérias e devem possuir dispositivos capazes de promover a lavagem da areia, quando ela fica muito suja. A filtração permite que a água se torne límpida, com sabor e odor mais agradáveis. Porém, não é suficiente para garantir a potabilidade da água, pois parte dos micróbios é capaz de ultrapassar as camadas de areia dos filtros.

Desinfecção

O método mais utilizado é a adição de cloro, aplicado na forma de gás cloro ou em solução de hipoclorito, geralmente com uma concentração de 2 a 3 g/cm3, para se obter um residual médio de 1 g/m3 na rede de distribuição.

Fluoretação

O flúor e seus sais, tem se revelado notável no fortalecimento da dentina, pois transforma a hidroxiapatita que ela contém, em flúorapatita, muito mais resistente a ação de microorganismos.

Os produtos mais utilizados para a fluoretação são o fluorsilicato de sódio ou ácido fluorsilícico, aplicados na concentração de 0,7g/m3, aproximadamente..

Estações de tratamento de esgoto e águas residuais:

Processos de Purificação da Água
Estação de tratamento de esgoto

Gradeamento

Os esgotos e águas residuais são forçados a passar através de grades metálicas, que retêm latas, papéis, plásticos e uma quantidade de objetos que, em seguida são transportados como lixo para aterros sanitários.

Caixas de areia

Nestas, o material passa com velocidade reduzida, de modo a permitir que areia, terra e partículas minerais se precipitem, sem consumo de oxigênio. No sistema australiano, estes são profundos, principalmente no centro.

Decantação primária

Em grandes tanques de decantação pela ação da gravidade, são sedimentadas matérias sólidas no fundo do recipiente, enquanto o líquido decantado escoa ou tranborda, lentamente.

O material sedimentado no fundo é o lodo primário e o líquido que transborda contém somente compostos orgânicos e minerais em solução aquosa. O lodo formado é tratado em biodigestores anaeróbios.

Lagoas de estabilização

A água que escoou ou transbordou, sofre ação de microorganismos fotossintetizantes, as algas. Um grande número de algas se desenvolve utilizando os nutrientes existentes e a luz solar.

Os nutrientes resultam da própria decomposição dos compostos orgânicos, feita pelos decompositores que respiram o oxigênio produzido pelas algas. A lagoa tem que ser rasa, no máximo 2 m, a fim de garantir a penetração da luz solar, permitindo a fotossíntese.

Lagoa de captação

Numa última lagoa, o processo continua, já com água de pureza aceitável, que depois é devolvida aos mananciais.

Dessalinização da água do mar

Recebe também o nome de dessalgamento. É um processo utilizado para transforma a água do mar em água potável – sendo removidos apenas os sais em excesso.

Os processos mais utilizados são:

Evaporação

Canaletas de alvenaria são recobertas por um telhado baixo, de vidro, com calhas coletoras como as dos telhados de casas. Com a radiação solar, a água evapora. Ao subir, seus vapores se condensam na superfície interna da cobertura de vidro, escorrendo para as calhas, escoando para recipientes apropriados.

Osmose reversa

Consiste em submeter a água salgada a altas pressões, por meio de membranas gelatinosas ou carvão ativo. A água pura atravessa este tipo de filtro, separando-se dos sais.

Processos de Purificação da Água – Métodos

Métodos de tratamento da água

Separação/Filtração: Embora não sejam suficientes para purificar completamente a água, são uma etapa preliminar necessária.
Armazenamento: 
A água pode ser armazenada em reservatórios por períodos que variam entre alguns dias e muitos meses para permitir que a purificação biológica natural ocorra. Isto é especialmente importante se o tratamento for feito por filtros de areia, de ação lenta. A água assim filtrada está tratada pela remoção de todos os organismos microscópicos incluindo protozoários e bactérias. A este se segue, geralmente, um estágio de desinfecção para eliminar todas as bactérias e vírus residuais.
Filtros de areia rápidos: 
O uso de filtros de areia de ação rápida é o tipo mais comum de tratamento físico da água. Em casos em que o gosto e o odor possam vir a constituir um problema, o filtro de areia pode incluir uma camada adicional de carvão ativado. Recorde-se que os filtros de areia ficam obstruídos após um período de uso.
Desinfecção: 
A água é desinfetada com gás de cloro, cloramina, hipoclorito de sódio, dióxido de cloro, ozônio, ou luz ultravioleta, antes de ser bombeada para os tanques de armazenamento e para o sistema de distribuição aos consumidores.

Outras técnicas de purificação da água

Outros métodos para purificar a água, especialmente para fontes locais são a destilação e a osmose, embora envolvam custos elevados e manutenção complexa.

Para o uso doméstico, utilizam-se desde a antiguidade:

Fervura: A água é aquecida até ao ponto de ferver, mantendo-se a fervura por, pelo menos, um minuto, tempo suficiente para inativar ou matar os microrganismos que nela possam existir.
Filtração por carbono: 
Utilizando-se carvão de lenha, um tipo de carbono com uma extensa área, que absorve diversos compostos, inclusive alguns tóxicos. Filtros domésticos podem ainda conter sais de prata.
Destilação: 
O processo de destilação envolve ferver a água transformando-a em vapor. O vapor de água é conduzido a uma superfície de refrigeração onde retorna ao estado líquido em outro recipiente. Uma vez que as impurezas (solutos) não são vaporizados, permanecem no primeiro recipiente. Observe-se que mesmo a destilação não purifica completamente a água, embora a torne 99,9% pura.

Fonte: www.geocities.com/www.soaresoliveira.br/www.uniagua.org.br/www.cienciasnaweb.xpg.com.br/compreendendoquimica.com.br

 

 

 

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