Tratamentos físico-químicos de água – artigo de Roberto Naime

Tanques usados nas quatro fases do processo de tratamento de água da Estação do Guaraú, em São Paulo: coagulação, floculação, decantação e filtração (Foto: Anne Vigna/A Pública)

                                                                                                                              [EcoDebate]
Os tratamentos físico-químicos de água são divididos em uma série de procedimentos, denominados de processos unitários, cujos principais podem ser assim resumidos:

1. Peneiramento: tem por finalidade remover os materiais sólidos suspensos nas águas residuárias, em geral os materiais com granulometrias superiores a 0,25mm; existem peneiras estáticas onde os efluentes fluem na parte superior, passando por uma tela onde os materiais grosseiros são recolhidos e seguindo para as demais fases do tratamento; outro tipo são as peneiras rotativas onde o efluente passa por um defletor, alcança a peneira, atravessa por fendas, sendo recolhido na parte inferior, sendo os materiais sólidos removidos por uma lâmina raspadora e enviados para um vaso coletor;

2. Resfriamento: destina-se a resfriar os efluentes para não prejudicar os processos de floculação ou solubilização posteriores, pois efluentes como os da indústria têxtil são muito quentes; outro motivo é a legislação federal que determina limite máximo de 40ºC para lançamentos de efluentes em corpos de água. Para o resfriamento de água são utilizados tanques de equalização para pequenas bateladas e torres de resfriamento e pulverização de ar para quantidades maiores;

3. Gradeamento: em geral se associam ao peneiramento, mas são refinamentos na remoção de sólidos que visam impedir que materiais sólidos produzam danos em sistemas de bombas, registros, válvulas de retenção, tubulações e outros equipamentos; são empregadas grades simples, estes dimensionamentos podem ser encontrados em Nunes, 1993 e em bibliografias clássicas como Imhoff e Imhoff, 1986;

4. Desaneração: as caixas de retenção de areia tem como objetivo principal reter as substâncias inertes, como areias e sólidos minerais sedimentáveis, originários de águas residuárias, que provem da lavagem de frutas, pisos ou esgotos sanitários. Por exemplo; é muito importante a remoção destas partículas sólidas para a proteção de bombas, válvulas de retenção, registros e canalizações, evitando entupimentos e abrasão;

5. Retenção de Gordura: as caixas retentoras de gordura são destinadas a reterem os materiais que sofrem flotação natural e são muito utilizadas em estações de tratamento de águas residuárias de frigoríficos, curtumes, laticínios, matadouros, etc. Com frequência, em matadouros e curtumes a gordura recuperada tem valor comercial. A caixa deve permitir manutenção do líquido em condições de estabilidade para que as partículas a serem removidas percorram desde o fundo até a superfície líquida, em geral em tempo de detenção de 3 a 5 minutos (Nunes, 1993);

6. Retenção de Óleo: são utilizadas caixas de separação água/óleo, cuja principal função é a remoção de óleo das águas residuárias provenientes de postos de lavagem e lubrificação de veículos, oficinas mecânicas, etc. Utilizam o mesmo princípio das caixas retentoras de gordura, pois o óleo tem densidade menor que a água e tende a flotar, permanecendo na superfície líquida e sendo removido;

7. Equalização: é a denominação de um processo que tem como principal finalidade regular a vazão do efluente que está sendo tratado, pois nos restantes processos o volume deve ser constante com o efluente homogeneizado e tornando uniformes os valores de pH, temperatura, turbidez, sólidos, DBO e DQO, cor, etc. Para obtenção da equalização deve ser mantido um volume mínimo de tanque, denominado profundidade “morta”, não inferior a 30% do volume útil do tanque. Desta forma estão protegidas bombas, fazendo com que não funcionem a seco; o nível mínimo é controlado automaticamente com a instalação de boia conectada com a bomba, que desliga quando o nível desejado for atingido;

8. Correção do pH: a correção de pH deve ser realizada para manutenção da eficiência dos processos de tratamento; efluentes têxteis são alcalinos e necessitam adição de acidificantes, como ácido sulfúrico e gás carbônico, para evitar que águas com elevada dureza gerem incrustações e deposições em canalizações causando danos às estações. Ao contrário, efluentes com pH ácido devem sofrer adição de cal ou outro agente basificante para manutenção da eficácia dos procedimentos;

9. Mistura Rápida: as adições de coagulante para mistura junto aos efluentes objetivando o tratamento, provocam hidrolisação, que é a reação com os álcalis, formando hidróxidos que são denominados “gel” produzindo íons positivos na solução. Estes corpos poderão provocar desestabilização das cargas negativas dos coloides, reduzindo os materiais ao ponto isoelétrico e permitindo com a aglomeração das partículas, a formação dos flocos que poderão ser separados através de decantação, flotação e filtração. Para que a velocidade da mistura seja rápida são utilizados misturadores mecânicos ou hidráulicos, que fazem a dispersão dos coagulantes na massa líquida com energias específica suficiente para dispersão total (mistura lenta).

10. Floculação: é a fase mais importante do tratamento, com a remoção dos poluentes, mas é necessário que todos os processos unitários sejam eficientes para se obter bons resultados nesta fase. Após a coagulação no tanque de mistura rápida, o efluente passará para a unidade de floculação ou mistura lenta, com baixos gradientes de velocidade. Esse procedimento objetiva possibilitar a formação de coágulos maiores, denominados flocos, que ocorrem com a colisão das partículas, de forma que possam aumentar o peso suficientemente para haver boa sedimentação e remoção por decantação;

11. Decantação: quando a quantidade e a densidade de flocos registrar quantidade de sólidos sedimentáveis suficientes, as impurezas devem ser recolhidas por decantação, sendo removidas dos efluentes líquidos. Os decantadores são dimensionados em função das taxas de escoamento, conforme o tipo e as características dos efluentes, geralmente tem formatos cônicos redondos ou piramidais invertidos;

12. Flotação: é o processo de separação de materiais de peso específico diferente, os mais levem flutuam; frequentemente são adicionadas substâncias como sulfato de alumínio, cloreto férrico e polieletrólito, para aumentar a floculação e melhorar a eficiência do tratamento;

13. Adensamento do Lodo: o material sólido resultante do tratamento físico-químico da água denomina-se lodo; seria o mesmo que dissolver terra argilosa num copo de água e após deixar a terra argilosa decantar com a água parada, isto é o lodo. No caso do lodo resultante do fundo dos decantadores, poderão ser encontradas concentrações de partículas sólidas, que se forem expressivas, poderão necessitar de unidades de adensamento, que eliminam o excesso de água, aumentando a concentração de sólidos. Atualmente o lodo das ETEs e ETAs é destinado para valas de reservação e acondicionamento definitivo de resíduos de classes I ou II;

Processos com tratamentos químicos específicos já foram desenvolvidos para recuperação de Cromo em efluentes de curtumes, oxidação de sulfetos, oxidação de cianetos, redução do cromo hexavalente, neutralização de efluentes ácidos ou alcalinos e remoção de metais pesados.

Dr. Roberto Naime, Colunista do Portal EcoDebate, é Doutor em Geologia Ambiental. Integrante do corpo Docente do Mestrado e Doutorado em Qualidade Ambiental da Universidade Feevale.

EcoDebate, 21/08/2014
http://www.ecodebate.com.br/2014/08/21/tratamentos-fisico-quimicos-de-agua-artigo-de-roberto-naime-2/

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As utopias do universo natural e as relações implícitas – Roberto Naime

As utopias do universo natural e as relações implícitas 

                                                                         Roberto Naime [EcoDebate]

A biologia contribui com alguns dos mais importantes conceitos para o conhecimento do ambiente e para a planificação de sua gestão, dentro de conceitos que podem mudar a interpretação do mundo, priorizando as observações naturais. Talvez se possa afirmar que o próprio estabelecimento da ciência ecológica, suas relações com as outras ciências e sua relevância para a humanidade sejam suficientes para legitimar a importância da biologia dentro do contexto ambiental.

A própria expressão ecossistema, que se refere à aplicação da idéia de sistema aos níveis de hierarquia organizacional, tem uma importância fundamental, porque posteriormente se ampliou para todas as áreas da abordagem ambiental e até para outras ciências como medicina e informática.

Conforme a clássica publicação de Eugene Odum (Ecologia, 1.988, Editora Guanabara), “Hierarquia” significa um arranjo numa série graduada, como na linguagem militar, e “sistema” consiste em “componentes interdependentes que interagem regularmente e formam um todo unificado”. Sob o enfoque da biologia, podemos dizer que a ecologia é a ciência que trata de todos os níveis do sistema de relações acima do organismo individual.

Bioma é um termo muito mais usado para denominar um grande biossistema regional ou subcontinental, caracterizado por um tipo principal de vegetação ou outro aspecto identificador da paisagem.

Um sistema biológico que se aproxima da auto-suficiência é denominado biosfera ou ecosfera, e freqüentemente se orienta por um estado contínuo de equilíbrio auto-ajustador que consegue se manter imune a perturbações menores, com níveis auto-regulados de entrada e saída de matéria e energia (“steady state”).

Outro conceito fundamental que a biologia traz para a análise sistêmica é o “Princípio das propriedades emergentes”, que significa uma conseqüência importante da organização hierárquica, determinando que à medida que os componentes se combinam, são produzidas novas propriedades que antes não existiam. As propriedades emergentes, por definição, são propriedades coletivas que emergem ou aparecem como resultantes da interação entre componentes.

Dando exemplos, quando misturamos efluentes de uma natureza, com efluentes de outra, sempre podem haver reações químicas entre ambos os efluentes, gerando terceiros compostos. Ou quando um homem e uma mulher vão viver juntos podem produzir um novo ser humano pela reação do espermatozóide com o óvulo.

O princípio da emergência diz que o todo é superior à soma das partes. Este conceito é fundamental na análise ambiental que é holística, integrada e sistêmica. Outro exemplo são as ligas metálicas, que tem propriedades que não existem em cada um de seus componentes isolados. Outro exemplo é o que ocorre quando um grupo se reúne para discutir um determinado assunto ou problema. Do diálogo que se estabelece, costumam surgir idéias novas, que antes não haviam ocorrido aos participantes.

Estas atividades separadamente podem não produzir impactos ambientais relevantes, quer sobre o meio físico, quer sobre os meios biológico e antrópico. Mas quando associadas, as atividades produzem o que em marketing recebe a denominação de sinergia, simplificando os conceitos, e que na verdade não passa da aplicação do conceito de propriedades emergentes em outra área.

Voltamos ao conceito básico de sistema, que é um conjunto de objetos ou atributos e das relações que se encontram organizadas para executar uma função particular (THORNESS e BRUNSDEN, 1977). O corpo humano é organizado em sistemas (sistema digestivo, respiratório, cardiovascular, etc). A natureza também é organizada em sistemas (ecossistemas) ou biomas que representam ecossistemas específicos, que apresentam conjuntos de relações hierarquizadas entre elementos físicos, biológicos e antrópicos, como Cerrado ou Pantanal.

A palavra “conjunto” que está na conceituação dos sistemas, implica que as unidades possuem propriedades comuns. O estado de cada unidade é controlado, condicionado ou dependente do estado das outras unidades (MILLER, 1965). A poluição de um recurso hídrico, ou qualquer recurso ambiental acaba contaminando as condições do meio ambiente naquele local.

A riqueza da humanidade pode ser de várias naturezas: material, cultural, biológica e outras. A riqueza material corresponde aos conjuntos de materiais disponibilizados para serem transformados em modos de sustento ou acumulação de riquezas. A cultura corresponde ao conjunto de significados que os serem humanos atribuem a suas experiências de vida.

E a riqueza biológica é representada pela biodiversidade, que por ser pouco conhecida, é pouco compreendida em toda a sua extensa importância. A expressão biodiversidade tem um significado. Engloba a variabilidade genética, que é a diferença existente entre indivíduos da mesma espécie, como a cor dos olhos, por exemplo.

Expressa também a diversidade biológica que significa a quantidade de espécies e por conseqüência de genes e cadeias genéticas.

A biodiversidade também integra o conceito de processo ecológico, que descreve todas as reações que ocorrem dentro de uma cadeia de vida. Ecossistema pode ser definido como a aplicação da teoria geral dos sistemas do biólogo alemão do século XIX Ludwig Von Bertallanfy, a ecologia. Desta forma significa todas as relações entre os indivíduos e seus atributos, envolvendo matéria, energia e informação.

A diversidade genética talvez represente a expressão maior do patrimônio natural, representando milhões de anos de evolução, concentrados no espaço e no tempo, e que podem representar um patrimônio imensurável e intangível de codificações genéticas com suas devidas atribuições.

Um exemplo de utilização da biodiversidade pode ser descrito como a praga que assolou os arrozais asiáticos na década de 70 e devastou populações asiáticas por falta de alimento.

Pouco tempo depois, cientistas descobriram que o cruzamento com espécies de arroz não-utilizadas para plantio nas monoculturas atribuía resistência ao cereal. Esta é uma boa forma de avaliar o potencial da biodiversidade.

Dr. Roberto Naime, Colunista do Portal EcoDebate, é Doutor em Geologia Ambiental. Integrante do corpo Docente do Mestrado e Doutorado em Qualidade Ambiental da Universidade Feevale.

EcoDebate, 30/08/2012

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imagem : espécie encontrada no Jardim Botânico Plantarum, foto por Clarice Villac, agosto 2012.

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