Coagulação e floculação
As partículas suspensas não podem ser removidas completamente por decantação simples. Partículas grandes e pesadas se assentam prontamente, mas as partículas menores e mais leves se assentam muito lentamente ou, em alguns casos, nem se assentam. Por causa disso, a etapa de sedimentação geralmente é precedida por um processo químico conhecido como coagulação. Produtos químicos (coagulantes) são adicionados à água para reunir as partículas não sedimentadas em massas maiores e mais pesadas de sólidos, chamadas de flocos.Sulfato de alumínio( alúmen ) é o coagulante mais comum usado para purificação de água. Outros produtos químicos, como sulfato férrico ou aluminato de sódio, também podem ser usados.
A coagulação geralmente é realizada em dois estágios: mistura rápida e mistura lenta. A mistura rápida serve para dispersar os coagulantes uniformemente em toda a água e para garantir uma completa reação química . Às vezes, isso é feito adicionando-se os produtos químicos antes das bombas, permitindo que o bombear impulsores para fazer a mistura. Normalmente, porém, um pequeno tanque de mistura instantânea fornece cerca de um minuto de tempo de detenção. Após a mistura de flash, um período mais longo de agitação suave é necessário para promover colisões de partículas e realçar o crescimento de flocos. Essa agitação suave, ou mistura lenta, é chamada de floculação; é realizado em um tanque que oferece pelo menos meia hora de detenção. O tanque de floculação possui misturadores de pás de madeira que giram lentamente em um eixo motorizado horizontal. Após a floculação, a água flui para os tanques de sedimentação. Algumas pequenas estações de tratamento de água combinam coagulação e sedimentação em uma única unidade de aço pré-fabricada chamada tanque de contato com sólidos.
Filtração
Mesmo após a coagulação e floculação, a sedimentação não remove impurezas suspensas da água em quantidade suficiente para torná-la cristalina. O floco não sedimentado restante causa turvação perceptível na água e pode proteger os micróbios da desinfecção. Filtração é um processo físico que remove essas impurezas da água por percolando descendo através de uma camada ou leito de material granular poroso, como areia . As partículas suspensas ficam presas nos espaços dos poros do meio filtrante, o que também remove os protozoários nocivos e a cor natural. A maioria dos suprimentos de água de superfície requer filtração após as etapas de coagulação e sedimentação. Para águas superficiais com baixa turbidez e cor, porém, pode-se utilizar um processo de filtração direta, que não é precedido de sedimentação.
Dois tipos de filtros de areia estão em uso: lentos e rápidos. Os filtros lentos requerem muito mais área de superfície do que os filtros rápidos e são difíceis de limpar. A maioria das estações de tratamento de água modernas agora usa filtros rápidos de mídia dupla após coagulação e sedimentação. Um filtro de mídia dupla consiste em uma camada de carvão antracito acima de uma camada de areia fina. A camada superior de carvão retém a maior parte dos flocos grandes e os grãos de areia mais finos na camada inferior retêm impurezas menores. Esse processo é chamado de filtração profunda, pois as impurezas não são simplesmente filtradas ou removidas da superfície do leito do filtro, como é o caso em filtros de areia lentos. A fim de melhorar a filtragem em profundidade, os chamados filtros de meio misto são usados em algumas estações de tratamento. Estes têm uma terceira camada, consistindo de um mineral denso de grão fino chamado granada , na parte inferior da cama.
Os filtros rápidos são alojados em estruturas de concreto em forma de caixa, com várias caixas dispostas em ambos os lados de uma galeria de tubulação. Um grande tanque chamado poço claro é geralmente construído sob os filtros para reter a água clarificada temporariamente. Uma camada de cascalho grosso geralmente apóia a mídia de filtro. Quando obstruído por partículas removidas da água, o leito do filtro deve ser limpo por retrolavagem. No processo de retrolavagem, a direção do fluxo através do filtro é invertida. A água limpa é forçada para cima através do meio, expandindo ligeiramente o leito do filtro e levando embora as impurezas nas calhas de lavagem. A água de retrolavagem é distribuída uniformemente no fundo do filtro por um sistema de drenagem subterrânea de tubos perfurados ou blocos de ladrilhos porosos.
Diagrama esquemático de uma instalação de tratamento de água de filtro rápido. Encyclopædia Britannica, Inc.
Devido à sua confiabilidade, o filtro rápido é o tipo mais comum de filtro usado para tratar o abastecimento público de água. No entanto, outros tipos de filtros podem ser usados, incluindo filtros de pressão, filtros de terra diatomácea e microtreinadores. Um filtro de pressão tem um leito de mídia granular, mas, em vez de ser aberto na parte superior como um filtro rápido de fluxo por gravidade, ele é encerrado em um tanque de aço cilíndrico. A água é bombeada através do filtro sob pressão. Nos filtros de terra de diatomáceas, um material natural em forma de pó composto de conchas de organismos microscópicos chamados diatomáceas é usado como meio filtrante. O pó é apoiado em uma camada fina em uma tela de metal ou tecido, e a água é bombeada através da camada. Filtros de pressão e filtros de terra diatomácea são usados com mais frequência para aplicações industriais ou para piscinas públicas.
Os microtrainadores consistem em uma tela de arame de aço inoxidável finamente tecida montada em um tambor giratório parcialmente submerso na água. A água entra por uma extremidade aberta do tambor e flui pela tela, deixando sólidos suspensos para trás. Os sólidos capturados são levados para uma tremonha quando são transportados para fora da água pelo tambor rotativo. Microtreinadores são usados principalmente para remover algas de fontes de água de superfície antes da filtração convencional por gravidade. (Eles também podem ser empregados no tratamento avançado de águas residuais.)
Desinfecção
A desinfecção destrói patogênicos bactérias e é essencial para evitar a propagação de doenças transmitidas pela água doença . Normalmente, o processo final no tratamento de água potável, é realizado pela aplicação de cloro ou cloro compostos , ozônio ou radiação ultravioleta à água clarificada.
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