Tratamento de Águas Industriais 2014

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Aula Tratamento de aguas industriais

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<p>Apresentao do PowerPoint</p> <p>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</p> <p>1</p> <p>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</p> <p>Figura. 2. Distribuio de guas superficiais nos continentes (Fonte: Libnio, 2010) </p> <p>Figura. 3. Distribuio (%) da disponibilidade hdrica nas Amrcias (Fonte: Libnio, 2010)GUAS</p> <p>Figura. 4. Pases com maior disponibilidade hdrica per capita do planeta (Fonte Libnio, 2010).</p> <p>GUAS</p> <p>Figura. 5. Distribuio do consumo de gua nos continentes (Fonte: Libnio, 2010)</p> <p>Figura. 6. Consumo per capita domstico e industrial EUA 1996 (Fonte: Libnio, 2010) .</p> <p>Figura. 7. Consumo de gua por setor em nvel nacional (Fonte: Libnio, 2010). GUAS</p> <p>Tabela 1. Classificao da disponibilidade hdrica per capita dos estados da federao (Libnio, 2010)GUASGUAS</p> <p>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</p> <p>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</p> <p>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?).</p> <p>GUAS1.2 Propriedades fsicas da gua</p> <p> 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; </p> <p>GUAS1.2 Propriedades fsicas da gua</p> <p>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). </p> <p>Tabela. 2. Propriedades fsicas da gua no Sistema Internacional de Unidades.GUAS1.2 Propriedades fsicas da gua</p> <p>Fonte: http://www.ufrrj.br/institutos/it/de/acidentes/tem.htm</p> <p>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).</p> <p>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). </p> <p>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);</p> <p>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;</p> <p>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);</p> <p>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);</p> <p>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).</p> <p>27</p> <p>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)</p> <p>Hmicas: </p> <p>cidos flvicos menor suscetibilidade coagulao;</p> <p>cidos hmicos complexam ferro (cor), so mais facilmente coagulados, mas formam maiores concentraes de THM.</p> <p>Soluo - Processos oxidativos reduo P. M.</p> <p>Matria orgnica subprodutos, cor, sabor e odor, interferena remoo de ferro e mangans e recrudescimento demicrorganismos na rede. Bactrias (biofilme).</p> <p>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 Cor verdadeira).Tratamentos: 5 uH dispensam coagulao;5 25 uH coagulao;Acima de 25 uH coagulao seguida de filtrao;</p> <p>30GUAS TurbidezPara Prodemge (1999), a turbidez representa o grau de interferncia da passagem de luz na gua, conferindo-lhe uma aparncia turva; expressa em unidades de turbidez (uT), unidades nefelomtricas de turbidez (UNT), unidades Jackson ou nefelomtrica. Segundo Libnio (2010), refere-se a concentrao de partculas suspensas e coloidais presentes na massa lquida.Parmetro de monitoramento do afluente e do efluente em quase todas as estaes de tratamento de gua pela simplicidade, rapidez e custo do equipamento (Libnio, 2010). 31GUAS TurbidezAvaliao de desempenho de estaes de tratamento;Relacionada a maior eficincia de desinfeco (efeito escudo);No Brasil (Portaria 518):guas com turbidez inferior a 5,0 uT (95% abaixo de 1,0 uT);EUA:guas com turbidez inferior a 1,0 uT (95% abaixo de 0,3 uT);</p> <p>32GUAS Turbidez</p> <p>Turbidmetro de bancada - Jogo de 05 cubetas padro de turbidez nos valores: 0,1 NTU, 0,8 NTU, 8 NTU, 80 NTU e 1000 NTU- 01 Cubeta de amostra- Suporte em acrlico para cubeta e cubetas padro</p> <p>33GUAS Turbidez (guas brutas ou tratadas): guas superficiais: 3 a 500 uT. Subterrneas: inferior a 1 uT.Lagos e represas: inferior a 10 uT.Tratamentos: Inferiores a 20 uT - diretamente para o processo de filtrao; Acima de 50 uT, requerem uma etapa antes da filtrao, chamada de coagulao qumica;</p> <p>34GUASSabor e OdorConforme Sperling (1996) pode-se definir como sabor interao entre o gosto (salgado, doce, azedo e amargo), e o odor. O odor est basicamente relacionado com a sensao olfativa.OrigemSubstncias qumicas e gases dissolvidos**(gs carbnico, oxignio, nitrognio, amnia, sulfeto de hidrognio, metano).</p> <p>35GUASSabor e OdorSuperficiais:Compostos orgnicos resultantes do metabolismo de microrganismos, decomposio de folhas e plantas aquticas, lanamento de efluentes industriais (orgnicos aromticos: fenis e nitrofenis, lixiviao de solos.Subterrneas Principalmente por fenmenos naturais (decomposio anaerbia de enxofre orgnico H2S, dissoluo de sais e minerais percolao da gua por rochas, solos). Antrpica (percolao do lixiviado dos aterros sanitrios).</p> <p>36GUASSabor e OdorNo h metodologia, bem como padres de qualidade deteco odor e sabor. (inspida e completamente inodora);Sensibilidade dos operadores em perceberem essa alterao;Dificuldade devido a presena de uma grande variedade de compostos qumicos (que no causam malefcios sade), mas fazem parte das reclamaes da populao;Os sistemas de abastecimento que utilizam guas superficiais (poluio, chuvas) so mais suscetveis reclamao da populao do que os que utilizam guas subterrneas;</p> <p>37GUAS Temperatura Segundo Sperling (1996), a temperatura possui duas origens quando relacionada com o parmetro de caracterizao de guas. A primeira a origem natural, que est relacionada transferncia de calor por radiao, conduo e conveco entre atmosfera e solo, enquanto a origem antropognica est relacionada com guas de torres de resfriamento e despejos industriais. Influncia da TemperaturaVelocidade das reaes qumicas; solubilidade de substnicas; oxignio dissolvido; metabolismo de microrganismos; subprodutos de desinfeco; taxa de corrso em tubulaes dos sistemas de abastecimento; recrudescimento microbiolgico;38GUASB. Parmetros qumicos pHConforme Sperling (1996), o parmetro pH (Potencial Hidrogeninico), representa a concentrao de ons hidrognio (H+) em escala anti-logartima, dando uma indicao da condio da gua. A medio de pH fornece as seguintes condies: - pH &lt; 7, condies de guas cidas; - pH = 7, condies de neutralidade das guas; - pH &gt; 7, condies de guas alcalinas (bsicas). 39GUASB. Parmetros qumicos pH - (substncias slidas e gases) Interfere em diversos processos e operaes unitrias inerentes potabilizao, aplicao de coagulantes (faixas de trabalho) desinfeco qumica (cloro, inferior a 8,0), processos corrosivos.Solubilidade de substncias, formas livre e ionizada de compostos qumicos e no potencial de toxicidade de vrios elementos;gua tratada (6,0 a 9,5);Geradores de vapor ou redes de distribuio: Corroso (cida) ou incrustao (alcalina);</p> <p>40GUAS AlcalinidadeSegundo Prodemge (1999), o parmetro alcalinidade uma medida dos componentes bsicos da gua, geralmente bicarbonatos, carbonatos e hidrxidos no caso de guas naturais.Fontes de alcalinidade: A primeira a natural, que est diretamente ligada com a decomposio da matria orgnica ou resultante da prpria interao da atmosfera com a gua, enquanto a fonte antropognica, est diretamente ligada aos despejos industriais.As guas superficiais no Brasil inferiores a 100 mg/L de CaCO3.Tem funo no xito da coagulao (evita reduo brusca de pH aps disperso do coagulante).</p> <p>41GUAS AlcalinidadeAtravs da alcalinidade, podem-se interpretar os resultados como: pH &gt; 9,4, presena de hidrxidos e carbonatos;- pH entre 8,3 e 9,4, presena de carbonatos e bicarbonatos;pH entre 4,4 e 8,3, presena de bicarbonatos;</p> <p>De acordo com Sarev &amp; Martinelli (1998), o controle da alcalinidade importante para se evitar a corroso do ferro pela gua. O controle adequado do pH da gua ou da alcalinidade evita incrustaes e controla a forma...</p>