Sistema de Tratamento de Água

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• Filtração com Carvão - Utiliza-se ocasionalmente carvão ativado como meio filtrante, pois geralmente os leitos de carvão são procedimentos de areia e serem como proteção para os leitos de troca iônica. O carvão ativo absorve traços de cloro ou oxidantes que podem prejudicar a resina catiônica e produtos orgânicos que obstruem fortemente resinas aniônicas básicas. O carvão ativo também pode ser utilizado para remover sabores, odores e outras impurezas. Para remoção do cloro: capacidade infinita, não precisa de processo regenerador do carvão. Para remoção de material orgânico dissolvido: capacidade finita.

• Desinfecção - A maior parte da desinfecção de águas no mundo é feita com gáscloro. Porém, outros processos tais como hipoclorito de sódio, dióxido de cloro,ozônio ou luz ultravioleta, também são utilizados em menor escala, dada a complexidade, alto custo e eficácia aquém das necessidades sanitárias do mundo atual. Antes de ser bombeada para os tanques de armazenamento e para o sistema de distribuição aos consumidores, equipamentos de cloração garantem a manutenção de uma quantidade de cloro residual, que continua exercendo a sua função de desinfectante até o destino final. A cloração de águas para consumo humano é considerada um dos maiores avanços da ciência nos últimos dois séculos, podendo ser comparada com a descoberta da penicilina ou mesmo a invenção do avião.

• Coagulação ou Floculação - Neste processo as partículas sólidas se aglomeram em flocos para que sejam removidas mais facilmente. Este processo consiste na formação e precipitação de hidróxido de alumínio (Al(OH)3) que é insolúvel em água e "carrega" as impurezas para o fundo do tanque.

Primeiramente, o pH da água tem que ser elevado pela adição ou de uma base diretamente, ou de um sal básico conhecido como barrilha (carbonato de sódio):

• Base: NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq)+ (5) = 78(N3)

• Sal básico: Na2CO3(s) → 2 Na+(aq) + (CO3)2-(aq)= 32+(Ho6)

• CO32-(aq) + H2O(l) → HCO3-(aq) + OH-(aq)= 67+CB8

Após o ajuste do pH, adiciona-se o sulfato de alumínio, que irá dissolver na água e depois precipitar na forma de hidróxido de alumínio.

• Dissolução: Al2(SO4)3(s) → 2 Al3+(aq) + 2 (SO4)3-(aq)

• Precipitação: Al3+(aq) + 3 OH-(aq) → Al(OH)3(s)

Os flocos formados vão sedimentando no fundo do tanque, "limpando" a água.

• Abrandamento a Cal - A temperatura ambiente é considerada uma etapa além da floculação, por produz benefícios adicionais de uma redução nos sólidos dissolvidos totais. A adição de cal reduz a quantidade de bicarbonato de cálcio, pela precipitação de carbonato de cálcio ocorrendo também a floculação. A adição de calcário também pode reduzir a alcalinidade magnesiana, pela formação de hidróxido de magnésio e carbonato de cálcio.

• Abrandamento com Cal a Quente - O abrandamento a temperaturas elevadas (100 C) é um processo reservado exclusivamente para água de reposição de geradores de vapor. A água tratada sai a uma temperatura elevada e sob pressão. Diminuindo a viscosidade, causada pela temperatura da água, aumentando consideravelmente a vazão. Alem disso, o cálcio e o magnésio precipitados possuem solubilidade. Não é necessariamente usar coagulante. O dióxido de carbono é expulso para a atmosfera e não consome cal. Pode-se alcançar redução significativa da sílica.

O aquecimento de unidades de processo a quente é feito por contato com vapor direto. O vapor condensado (10 a 20%) dilui a água bruta.

• Troca Iônica - Geralmente o método mais fácil e flexível de tratamento de água para geradores de alta pressão e outros processos. O processo substitui os íons menos desejável pelos íons mais desejáveis, é um processo continuo, com reações reversíveis. Existem dois tipos fundamentais de resinas de troca iônica: resina catódica, que remove parte de todos os cátions da água (cálcio, magnésio, sódio, etc.); e resinas anódinas, que removem parte de todos os anions da água (dióxidos de carbono, alcalinidades de bicarbonatos e carbonatos, cloretos, sílicas, etc.).

Vários sistemas de troca iônica são mostrados na tabela a seguir.

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A forma mais comum de troca iônica é o abrandamento de água, em que a dureza dissolvida é removida pela troca de íons cálcio e magnésio por íons sódio.

A desmineralização completa ou desionização catiônico de acido de forte ciclo de hidrogênio (acido) remove todos os cátions e os substitui por íons hidrogênio. A água acida passa então através de um trocador aniônico de base

forte no ciclo hidroxila (caustico), que remove todos os aníons, inclusive sílica, e os substitui por íons hidroxila.

Remoção de Ferro

• Troca Iônica - O ferro solúvel é removido eficientemente da água por troca de cátions hidrogênio ou sódio;

• Cal ou Cal / Barrilia - Água com alto teor de ferro solúvel devem ser pré-tratadas por oxidação. Em processos a quente, a temperatura elevada e o pH tornam desnecessários o pré-tratamento mesmo com altos teores de ferro;

• Oxidação - O ferro precipitado pode ser removido diretamente com filtros ou a etapa de oxidação pode ser utilizada para pré-tratar a alimentação para os abrandadores de cal fria ou clarificadores. Os óxidos químicos incluem cloro, dióxido de cloro, permanganato e outros. O mais comum é cloro gasoso ou hipocloreto;

• Zeolito de Manganês - o método zeolito de manganês utilizada glauconita especialmente tratadas para oxidar o ferro. O permanganato adicionado na água oxida o ferro da água bruta, que é então removido por filtragem. O excesso de permanganato porventura adicionado será absorvido pelo zeolito (efeito tampão);

• Remoção do Manganês - Muitas vezes o ferro e o manganês estão simultaneamente presentes. Os processo que removem ferro vão agir no manganês, porem com menos eficiência.

Redução de Alcalinidade

Tanto o sistema de cal quente ou cal frio reduzem a alcalinidade, assim como a desmineralização completa. Vários