Correcção de pH em Água de Abastecimento

Seminário
Correcção de pH
em
Água de Abastecimento
Vila Real,
1 de Junho de 2009
Aquaquímica, Lda

Objectivo
Efeitos e prejuízos associados
Tecnologias de tratamento
Como funcionam
Aplicação prática

O pH da água
Medição da concentração de iões H + na
água
• pH = - log |H + |
Factores que afectam o pH em água de
abastecimento
• Origem da água ( natureza dos solos)
• Temperatura
• Actividade Biológica

Capacidade tampão
da água
Representa a resistência que uma água tem
a alterações do seu valor de pH
Alcalinidade representa o somatório de
todos os aniões presentes na água
A sua capacidade tampão é função da
alcalinidade da água
Quanto mais elevado o valor, maior será a
sua resistência a alterações de pH

Efeitos e Prejuízos
Associados
Mecanismos de corrosão / incrustação
Mecanismos de floculação/decantação
Remoção de determinados contaminantes
Cor e Sabor da água
Efeito no processo de desinfecção por cloro

Mecanismos de
corrosão/incrustação
O pH baixo aumenta a dissolução dos
metais das tubagens, válvulas e
equipamento metálicos, representando um
custo anual elevado para os serviços de
abastecimento de água.

Mecanismos de
floculação/decantação
A acção dos agentes de floculação e
coagulação é grandemente influenciada
pelo pH da água. Estes agentes de
tratamento apresentam de forma geral,
maior eficiência quando o valor do pH da
água se situa acima de 7 unidades.

Remoção de alguns
contaminantes da água
A remoção de determinados minerais,
como ferro e manganês, é fortemente
influenciada pelo valor de pH.
A aplicação de processos de tratamento
por oxidação, decantação seguido de
filtração, apresentam maior eficiência
quando o valor de pH se situa acima de 7
unidades.
A pH ≥ 8, a precipitação destes minerais
é elevada, sendo facilmente removidos
por decantação seguido de filtração.

Cor e Sabor da Água
Um valor de pH baixo leva a dissolução
de acessórios metálicos, podendo alterar o
sabor da água original. Valores de pH
acima de 8 unidades, tornam a água
menos agradável ao paladar.
A cor da água pode ser alterada pelo
incremento de pH. Isto acontece quando
esta apresenta na sua constituição
minerais cuja precipitação formam sais
com cor ( ex: Ferro), mesmo quando a
sua concentração em água se apresenta
dentro do limite do Dec Lei 306/2007.

Efeito no processo de
desinfecção por cloro
A alteração no valor de pH da água, em
sistemas em que a desinfecção é feita por
cloro, implica que a percentagem de
desinfectante (ácido hipocloroso),
disponível, possa oscilar mais de 50%,
para variações de apenas 1 unidade de
pH.

Efeito no processo de
desinfecção por cloro
Figura 1 - Percentagem de ácido hipocloroso em função do pH

Tecnologias de
Tratamento
Leitos de Brita Calcária
Filtros com Enchimento Neutralizante
Sistemas de Dosagem e Controle

Tecnologias de
Tratamento
O que são
Como funcionam
Vantagens Vs Desvantagens

Leitos de brita calcária
O que são
•Sistemas abertos de passagem de água,
com um enchimento de pedra calcária
•Cisternas despressurizadas, em betão
ou materiais plásticos.

Leitos de brita calcária
Figura 2 - Leito de contacto da ETA do Penedo do Buraco
Câmara Municipal de Monchique

Filtros com enchimento
neutralizante
O que são
•Sistemas fechados de pressão, constituídos
por uma coluna, uma válvula e controlador,
para as operações de lavagem e com um
enchimento de “ média neutralizante” de
granulometria bem definida, que permitem a
correcção do valor de pH e uma excelente
filtração da água.

Filtros com enchimento
neutralizante
Figura 3- Filtro com enchimento neutralizante

Equipamentos de
dosagem e controle
O que são
•Equipamentos de doseamento, designados de
Bombas doseadoras, e de controle, designados
de controladores, que permitem colocar na água
produtos correctores de pH, e fazer o controle e
ajuste em simultâneo.

Equipamentos de
dosagem e controle
Figura 4- Bomba doseadora
Figura 5- Sistema de controle

Equipamentos de
dosagem e controle
Figura 6- Sistema de controle

Leitos de brita calcária
Como funcionam
• A água é percolada através do leito de
brita calcária, dissolvendo uma parte do
mineral á sua passagem. Funciona de
forma gravítica dimensionado para um
determinado tempo de contacto, sendo
depois recolhida numa cisterna.

Filtros com enchimento
Como funcionam
neutralizante
• Sistemas fechados de pressão,
constituídos por uma coluna, uma
válvula e controlador, para as operações
de lavagem e com um enchimento de
meio filtrante neutralizante.
•Uma parte da água atravessa o meio
neutralizante, elevando o seu pH, sendo
depois efectuada a mistura ( válvula de
mistura) na saída do filtro com a parte
da água que passou em bypass, para
ajuste do valor do pH.

Equipamentos de
dosagem e controle
Como funcionam
• Equipamentos de dosagem
• Equipamentos de controle e reposição

Equipamentos de
dosagem
São equipamentos designados de bombas
doseadoras, que por medida da quantidade de
água que está a passar, recorrendo a
caudalímetros, ou por arranque em simultâneo
de bombas de água, doseiam uma
determinada quantidade de produto corrector
de pH. A percentagem de doseamento é
definida na bomba doseadora, aquando da
sua programação.

Equipamentos de
controle e reposição
Sistemas compostos por uma sonda de
medição, controlador e bomba doseadora de
ajuste para o parâmetro a corrigir.
Controladores :
• On/Off
• Proporcional
• PID

Controladores On/Off
O controlador On/Off, emite duas ordens de
comando. Liga a bomba doseadora de
reposição sempre que o valor lido pela sonda
seja inferior ou superior ao valor do setpoint
estabelecido. Desliga, quando esse valor de
setpoint é atingido.
Durante este período o doseamento é
independente do afastamento do setpoint.
Depende apenas da regulação da bomba
doseadora.

Controlador proporcional
O controlador proporcional mede o afastamento do
valor de pH relativamente ao setpoint definido.
O doseamento pela bomba de reposição será
proporcional num intervalo definido pelo operador para
o parâmetro a ser controlado. O sinal enviado é
designado de 4-20 mA, sendo o efeito prático no
doseamento 0%-100% ou vice-versa.
A bomba doseadora de reposição do corrector de pH
vai dosear de 100% a 0%, mediante o sinal de
proporcionalidade que o controlador enviar em função
do afastamento do setpoint.

Controlador PID
O controlador PID, junta a tecnologia do
controlador proporcional, e acrescenta o
calculo diferencial em intervalos regulares e
calculando a variação desse desvio no
processo, somando-o ao parâmetro
controlado. Desta forma, a todo o momento é
analisado o efeito no parâmetro controlado, do
doseamento efectuado.

Leitos de brita calcária
Vantagens
•Grandes caudais
Desvantagens
•Sistemas abertos sujeitos a
forte contaminação
• Baixo custo da brita calcária
•Sistemas de difícil limpeza
•Grandes espaços de
implementação
•Despressurização da água
•Sem possibilidade de controle

Filtros com enchimento
neutralizante
Vantagens
•Baixo custo do meio
neutralizante
•Sem necessidade de
manutenção periódica
•Não ocorre despressurização
da água
Desvantagens
•Grandes caudais de água
•Sem possibilidade de controle
•Excelente capacidade de
filtração
•Automático na limpeza do
filtro
•Pequenas áreas de
implementação

Equipamentos de
dosagem e controle
Vantagens
•Sistemas compactos de fácil
instalação
Desvantagens
•Preparação da solução a
dosear
•Capacidade de manter o valor
de pH bem definido
•Baixo custo de investimento
•Baixo custo por m 3 de água
tratada
•Controle e reposição do valor
de pH

Aplicação das
Tecnologias
Grandes sistemas ( ≥ 500 hab.)
•Leitos de pedra calcária
•Sistemas de dosagem e controle
Pequenos sistemas (< 500 hab.)
•Filtros com enchimento
neutralizante
•Sistemas de dosagem e controle

Análise de custos
Filtro com enchimento neutralizante
• V água diário = 75 m 3
• Modelo Acqua pH 21 AT 210
Custo por m 3 de água tratada = 0,034 €

Análise de custos
Sistemas de dosagem
• Água bruta com pH= 6,2
• Água tratada pH= 7,0
• Alcalinidade da água = 50 ppm
Custo por m 3 de água tratada = 0,046 €

Conclusões
Várias são as tecnologias para
correcção do pH
Simplicidade na sua aplicação prática
O custo por m 3 de água tratada é muito
baixo

Aquaquímica
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