tratamento de Águas industriais 2014

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Aula Tratamento de aguas industriais

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Prof. Ms. Leonardo H. de Oliveira TECNOLOGIA EM TRATAMENTO DE GUASUNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA UNOESCrea de Cincias Exatas e da Terra ACETCurso de Engenharia de Produo

1

GUASDisponibilidade hdrica: 1,36 x 109 a 1,46 x 109 Km3 Figura. 1. Distribuio percentual de gua doce disponvel na terra. (Fonte: Libnio, 2010)GUAS

Figura. 2. Distribuio de guas superficiais nos continentes (Fonte: Libnio, 2010)

Figura. 3. Distribuio (%) da disponibilidade hdrica nas Amrcias (Fonte: Libnio, 2010)GUAS

Figura. 4. Pases com maior disponibilidade hdrica per capita do planeta (Fonte Libnio, 2010).

GUAS

Figura. 5. Distribuio do consumo de gua nos continentes (Fonte: Libnio, 2010)

Figura. 6. Consumo per capita domstico e industrial EUA 1996 (Fonte: Libnio, 2010) .

Figura. 7. Consumo de gua por setor em nvel nacional (Fonte: Libnio, 2010). GUAS

Tabela 1. Classificao da disponibilidade hdrica per capita dos estados da federao (Libnio, 2010)GUASGUAS

Figura. 8. Consumo de gua (%) nas cinco regies brasileiras (Fonte: Libnio, 2010).GUASHISTRICO:- ARISTTELES considerou a gua como elemento qumico at o fim do sculo XVII. LAVOISIER atravs de seus estudos, levou em considerao a combusto do hidrognio e notou a presena da formao de umidade. COVEMDISH observou que misturando hidrognio com oxignio em certas propores desapareceu dando como produto a gua (H2O). H2 + O2 H2O 100% 50% consumido consumido

91.1 Propriedades qumicas da gua1 A gua reage com metais alcalinos (elementos do grupo 1A da tabela peridica, Na; Li) violentamente, dando como produto da reao hidrxidos metlicos mais hidrognio (vdeo).2 A gua reage em condies normais com metais alcalinos terrosos (Grupo 2A, Ca), tendo como produto da reao hidrxidos metlicos mais hidrognios.3 A gua reage somente a quente com metais de transio (grupo B, Zn; Fe), tendo como produto da reao xidos metlicos mais hidrognio.GUAS101.1 Propriedades qumicas da gua4 A gua reage com alguns no metais (C; Si) somente quando so aquecidos ao rubro, tendo como produto da reao xidos no metlicos mais hidrognio. O flor (F2) reage a frio.5 A gua reage com certos xidos no metlicos (SO3, NO2), tendo como produto da reao cidos.6 A gua reage com certos xidos Metlicos (BaO, MgO, CaO), tendo como produto da reao bases ou hidrxidos.7 Os hidretos metlicos (NaH, LiH) reagem com a gua, tendo como produto da reao hidrxidos metlicos mais hidrognios.GUAS111.2 Propriedades fsicas da gua (Libnio, 2010).Calor especfico Quantidade de energia requerida, por unidade de massa, para elevar a temperatura de um fluido ou substncia.O elevado calor especfico da gua permite absorver grande quantidade de calor sem apresentar significativa variao de temperatura. GUAS

121.2 Propriedades fsicas da guaMassa especfica (Kg/m3, SI) o quociente entre a massa e o volume de um fluido ou determinada substncia.Densidade (adimensional) a razo entre a massa especfica do lquido ou do slido e da gua a 4 C.Peso especfico O produto da massa especfica e a acelerao da gravidade (Qual unidade no SI?).

GUAS1.2 Propriedades fsicas da gua

temperatura de 20 C, usual na maioria dos sistemas de abastecimento do pas, a massa especfica da gua 998 Kg/m3;Mesmo em temperaturas negativas, o abastecimento de gua permanece;

GUAS1.2 Propriedades fsicas da gua

A diferena de densidade da gua entre as temperaturas de 24 e 25 C 26 vezes maior que no intervalo de 4 a 5C (estratificao em lagos e represas) (Libnio, 2010).

Tabela. 2. Propriedades fsicas da gua no Sistema Internacional de Unidades.GUAS1.2 Propriedades fsicas da gua

Fonte: http://www.ufrrj.br/institutos/it/de/acidentes/tem.htm

Relao temperatura, profundidade e oxignio dissolvidoEstratificao de corpos dguaGUAS1.2 Propriedades fsicas da guaViscosidade dinmica ou absoluta (Pa.s) de um lquido traduz a sua resistncia ao escoamento (ou deslocamento no interior da massa lquida);O quociente entre a viscosidade dinmica e a massa especfica denomina-se viscosidade cinemtica (m2.s);Na temperatura de 20 C a gua apresenta viscosidade dinmica de 10-3 Pa.s e viscosidade cinemtica de 10-6 m2.s.Na potabilizao, o aumento da temperatura da gua e consequente reduo da viscosidade pode favorecer a sedimentao das partculas (Libnio, 2010).

GUAS1.2 Propriedades fsicas da guaDenomina-se presso de vapor presso exercida no espao pelas molculas de vapor;A magnitude desta presso governada pela presso reinante e pela temperatura. Quando a presso acima da superfcie iguala-se presso de vapor o lquido entra em ebulio, mesmo temperatura ambiente (Libnio, 2010).

GUAS1.2 Propriedades fsicas da guaTenso superficial - Na interface entre um lquido e um gs ou dois lquidos imiscveis, desenvolve-se uma fina pelcula em virtude das foras de atrao entre as molculas do lquido abaixo da superfcie;A tenso superficial da gua inversamente proporcional temperatura;Esta propriedade permite que diversos pequenos organismos possam sobreviver na interface gua-ar atmosfrico;A tenso superficial da gua pode ser afetada pelo lanamento de despejos contendo sabes e detergentes que causar o desequilbrio deste ecossistema (Libnio, 2010);

GUAS1.2 Propriedades fsicas da guaCondutividade trmica a capacidade de um fluido ou substncia transmitir a energia trmica por meio de colises moleculares;A gua apresenta baixa condutividade trmica e a difuso de calor na massa lquida somente ocorre por conveco graas a variao da densidade (massa especfica) com a temperatura da coluna dgua;

GUASCapacidade de dissoluo As guas naturais apresentam capacidade de dissoluo de grande diversidade de substncias qumicas e gases;A solubilidade das substncias qumicas - Aumento da tempertura e reduo do pH do ambiente aqutico; A solubilidade dos gases na gua, e a concentrao por consequncia, depende da presso parcial do gs a esta temperatura;No Brasil (Fe+2 e Mn+2), se no removidos adequadamente no tratamento, podem oxidar (Fe+3 e Mn+4) e conferir cor gua de consumo;Efluentes indutriais metais pesados; amnia, nitrito, nitrato (eutrofizao); ons - carbonatos, bicarbonatos, cloretos, sulfatos alcalinidade e dureza; Oxignio dissolvido Fundamental para diversidade. Anaerbios (gases mal cheirosos H2S e CH4) (Libnio, 2010);

1.2 Propriedades fsicas da guaA gua uma substncia lquida a temperatura e presso normal, transparente, inodora, sem sabor, possui ponto de fuso igual 0C, ponto de ebulio igual a 100C, densidade igual a 1g/cm3. Estado natural da gua - estado slido (geleiras); - estado lquido (rios e mares); - estado gasoso (na atmosfera).GUAS22 Purificao da gua feita atravs do processo fsico chamado de destilao, por meio desse processo obtm-se a chamada gua destilada, que para todos os efeitos de ordem prtica considerada pura. gua PesadaPossui a mesma composio qumica que a gua natural, porm o hidrognio aparece na molcula como um istopo do hidrognio natural, mas com uma diferena em sua massa atmica. Este istopo conhecido como Deutrio (D) possui massa atmica igual a 2. O Deutrio difere do hidrognio por ter um nutron no seu ncleo atmico, enquanto que o hidrognio no possui nutrons em seu ncleo.GUAS23Caractersticas fsicas (Slidos: suspenso, coloidas ou dissolvidos);Caractersticas qumicas (matria orgnica ou inorgnica);Caractersticas biolgicas (Seres vivos ou mortos: Animal, vegetal, protista)Impurezas encontradas nas guas (SPERLING, 1996) GUAS1.3 Caractersticas de qualidade das guas naturais, residuais e corpos receptoresA. Parmetros fsicos CorConforme Sperling (1996), a cor devida presena de substncias dissolvidas na gua. Classifica-se como cor verdadeira, devido somente s substncias dissolvidas, e cor aparente, aquela associada cor e turbidez, ou seja, determinada sem separao do material em suspenso.25GUAS1.3 Caractersticas de qualidade das guasA. Parmetros fsicos CorSegundo LIBNIO (2010), os compostos orgnicos que conferem cor s guas naturais so provenientes basicamente de duas fontes:Em maior magnitude, da decomposio da matria orgnica de origem predominantemente vegetal e do metabolismo de microrganismos presentes no solo (ex. 80%, Rio Mississipi, EUA);De atividades antrpicas, tais como, descarga de efluentes domsticos ou industriais, lixiviao de vias urbanas e solos agriculturveis (exemplo: 15%, Rio Mississipi, EUA);

26GUAS1.3 Caractersticas de qualidade das guasA. Parmetros fsicos CorDeterminao da cor verdadeira (slidos dissolvidos ou coloidais):1) Centrifugao ou filtrao Remoo das suspensas;2) A intensidade da cor realizada comparando-se a amostra com um padro de cobalto-platina. O resultado dado em unidades de cor (uC) ou unidade Hazen (uH).

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Em fbricas de papel, por exemplo, a cor na gua de processos ir tingir as fibras de celulose. Em aplicaes de gua para a alimentao de caldeiras, a matria orgnica, que produz a cor tende a se carbonizar provocando incrustaes nos tubos da caldeira. Cor como indicador de M. O.Situao real Presena Ferro: http://www.saae.luz.mg.gov.br/noticia.php?id=20Matria orgnica (hmicas x no hmicas)

Hmicas:

cidos flvicos menor suscetibilidade coagulao;

cidos hmicos complexam ferro (cor), so mais facilmente coagulados, mas formam maiores concentraes de THM.

Soluo - Processos oxidativos reduo P. M.

Matria orgnica subprodutos, cor, sabor e odor, interferena remoo de ferro e mangans e recrudescimento demicrorganismos na rede. Bactrias (biofilme).

GUASCorA cor ainda monitorada na maioria das estaes de tratamento do Pas por meio do emprego do disco comparador e, nos sistemas de maior porte, por espectrofotometria. Recomenda-se que a determinao seja feita junto a anlise de pH (menor pH maior C