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pH de Floculação para tratamento de água, Notas de estudo de Tratamento de Água

A floculação é operação de suma importância no tratamento d’água. Boa floculação significa boa clarificação. Para a eficiência do tratamento; o controle do pH de floculação é condição indispensável. O hidróxido de alumínio adicionado, se apresenta inicialmente sob forma coloidal, em partículas pequeníssimas que devem se agregar para formar os flocos. Há um pH em que melhor se dá essa união e consequente melhor floculação - “o pH ótimo de floculação”. Em nossas águas esse pH é geralmente baixo.

Tipologia: Notas de estudo

2021

Compartilhado em 22/02/2021

karolkelly
karolkelly 🇧🇷

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LABORATÓRIO 1 - pH ÓTIMO DE FLOCULAÇÃO
O aparelho conta de um misturador com seis pás (uma para cada becker de 1 litro), com velocidade de
agitação regulavel permitindo produzir a que a água estará sujeita na E.T.A. A agitação inicial deve ser intensa,
propiciando rápida mistura íntima entre os reagentes para que se abrevie o início de formação dos flocos, e logo a
seguir, moderada para boa constituição dos flocos e agregação das impurezas. Agitação mais intensa tende a
desintegrar os flocos formados.
pH ótimo de floculação
A floculação é operação de suma importância no tratamento d’água. Boa floculação significa boa
clarificação. Para a eficiência do tratamento; o controle do pH de floculação é condição indispensável.
O hidróxido de alumínio adicionado, se apresenta inicialmente sob forma coloidal, em partículas
pequeníssimas que devem se agregar para formar os flocos. um pH em que melhor se essa união e
consequente melhor floculação - “o pH ótimo de floculação”. Em nossas águas esse pH é geralmente baixo
oscilando entre 5,0 - 6,5.
Cada água tem seu pH ótimo, e esse pH pode variar para a mesma água desde que ocorram variação em
sua composição. O descontrole desse pH comprometerá a eficiência do tratamento resultando maior consumo do
floculante, menor remoção de cor e turbidez, pior decantação com consequente sobrecarga dos filtros,
aumentando a alumina residual e até a dissolução completa dos flocos formados.
Parte Prática
Utilizaremos nesta determinação as soluções:
a) Sulfato de alumínio a 1% (10 g /L:).
Cada mL dessa solução juntando a 1 litro de água correspondente à 10 ppm.
b) Água de cal contém 1,2 - 1,3 mg de CaO por mL à temperatura ambiente.
Cada mL de água de cal juntando a 1 litro de água corresponde a dosagem de 1,2 - 1,3 ppm.
c) Material necessário a determinações de cor, turbidez, pH.
d) O aparelho jar test” o qual consta de 6 copos de prova forma alta de 1000 mL e agitadores para 6 provas em
linha.
e) Proveta de 1000 mL e pipetas de 10 ou 20 mL.
pH ótimo de Floculação - Fases da Determinação
1) Determinar a cor, turbidez, pH, da água bruta (in natura).
2) Numerar de 1 a 6 os beckers de prova e colocar em cada um deles 1L de água em análise.
3) Iniciar a agitação. Colocar com pipeta volumes iguais de sulfato em cada copo, numa quantidade que depende
da turbidez da água bruta segundo a tabela.
Turbidez
ppm
mL de
Sulfato
ppm
Sulfato
Adição de Água de Cal (mL)
1 2 3 4 5 6
até 20 2,0 20 1 2 3 4 5 6
20 a 40 2,5 25 2 3 4 5 6 7
40 a 80 3,0 30 3 4 5 6 7 8
80 a 120 3,5 35 4 5 6 7 8 9
120 a 200 4,0 40 5 6 7 8 9 10
< 200 5,0 50 7 8 9 10 11 12
4) Adicionar aos vasos a água de cal conforme a tabela acima e agitar rapidamente durante 30 segundos.
5) Prosseguir por 15 minutos, porém com agitação lenta (entre 20 e 60 r.p.m.). Observar e anotar o tempo de
início de formação de flocos em cada vaso.
6) Parar a agitação e deixar em repouso. Anotar os tempos de decantação e a seguir medir o pH .
7) Escolher a melhor floculação, por uma série de fatores como seja:
a) menor tempo de início de formação de flocos
b) tamanho dos flocos (nem muito grande nem muito pequeno o ideal é o “cabeça de alfinete”)
c) sujeira dos flocos (quanto mais sujo o floco tanto melhor está, limpando a água)
d) menor tempo de decantação
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LABORATÓRIO 1 - pH ÓTIMO DE FLOCULAÇÃO

O aparelho conta de um misturador com seis pás (uma para cada becker de 1 litro), com velocidade de agitação regulavel permitindo produzir a que a água estará sujeita na E.T.A. A agitação inicial deve ser intensa, propiciando rápida mistura íntima entre os reagentes para que se abrevie o início de formação dos flocos, e logo a seguir, moderada para boa constituição dos flocos e agregação das impurezas. Agitação mais intensa tende a desintegrar os flocos formados. pH ótimo de floculação A floculação é operação de suma importância no tratamento d’água. Boa floculação significa boa clarificação. Para a eficiência do tratamento; o controle do pH de floculação é condição indispensável. O hidróxido de alumínio adicionado, se apresenta inicialmente sob forma coloidal, em partículas pequeníssimas que devem se agregar para formar os flocos. Há um pH em que melhor se dá essa união e consequente melhor floculação - “o pH ótimo de floculação”. Em nossas águas esse pH é geralmente baixo oscilando entre 5,0 - 6,5. Cada água tem seu pH ótimo, e esse pH pode variar para a mesma água desde que ocorram variação em sua composição. O descontrole desse pH comprometerá a eficiência do tratamento resultando maior consumo do floculante, menor remoção de cor e turbidez, pior decantação com consequente sobrecarga dos filtros, aumentando a alumina residual e até a dissolução completa dos flocos formados. Parte Prática Utilizaremos nesta determinação as soluções: a) Sulfato de alumínio a 1% (10 g /L:). Cada mL dessa solução juntando a 1 litro de água correspondente à 10 ppm. b) Água de cal contém 1,2 - 1,3 mg de CaO por mL à temperatura ambiente. Cada mL de água de cal juntando a 1 litro de água corresponde a dosagem de 1,2 - 1,3 ppm. c) Material necessário a determinações de cor, turbidez, pH. d) O aparelho “ jar test ” o qual consta de 6 copos de prova forma alta de 1000 mL e agitadores para 6 provas em linha. e) Proveta de 1000 mL e pipetas de 10 ou 20 mL. pH ótimo de Floculação - Fases da Determinação

  1. Determinar a cor, turbidez, pH, da água bruta (in natura).
  2. Numerar de 1 a 6 os beckers de prova e colocar em cada um deles 1L de água em análise.
  3. Iniciar a agitação. Colocar com pipeta volumes iguais de sulfato em cada copo, numa quantidade que depende da turbidez da água bruta segundo a tabela. Turbidez ppm mL de Sulfato ppm Sulfato Adição de Água de Cal (mL) 1 2 3 4 5 6 até 20 2,0 20 1 2 3 4 5 6 20 a 40 2,5 25 2 3 4 5 6 7 40 a 80 3,0 30 3 4 5 6 7 8 80 a 120 3,5 35 4 5 6 7 8 9 120 a 200 4,0 40 5 6 7 8 9 10 < 200 5,0 50 7 8 9 10 11 12
  4. Adicionar aos vasos a água de cal conforme a tabela acima e agitar rapidamente durante 30 segundos.
  5. Prosseguir por 15 minutos, porém com agitação lenta (entre 20 e 60 r.p.m.). Observar e anotar o tempo de início de formação de flocos em cada vaso.
  6. Parar a agitação e deixar em repouso. Anotar os tempos de decantação e a seguir medir o pH.
  7. Escolher a melhor floculação, por uma série de fatores como seja: a) menor tempo de início de formação de flocos b) tamanho dos flocos (nem muito grande nem muito pequeno o ideal é o “cabeça de alfinete”) c) sujeira dos flocos (quanto mais sujo o floco tanto melhor está, limpando a água) d) menor tempo de decantação

e) melhor aspecto (transparência) da água após a decantação. Escolhida a melhor floculação , ao pH desta se dirá ser o pH ótimo de floculação. Geralmente não se pode determinar um único pH e sim um intervalo. Assim pode-se dizer: “o pH ótimo de floculação de tal água está entre 6,2 e 6,5”.

  1. Retirar cuidadosamente por sifonação (ou filtração o conteúdo do becker correspondente ao pH ótimo e efetuar as dosagens do item ( 1 ) Observações: a) Caso o pH ótimo correspondente ao vaso 1 ou 6 ou as faixas do pH entre dois vasos consecutivos forem grandes, repetir o ensaio respectivamente com quantidade de água de cal maior ou menor ou porções crescente menores. b) Caso a água não requer a adição de cal efetuar o ensaio apenas com o sulfato em quantidades crescentes. Água Cor - É devida a presença de substâncias coloridas na água, normalmente de natureza orgânica. Ferro e Manganês geralmente combinados com matérias orgânicas são responsáveis freqüentes pela cor da água. A presença de compostos de ferro acarreta cor avermelhada. As águas pantanosas podem se apresentar negras pela combinação de ácidos orgânicos com tanatos, galatos, etc. A cor real ou verdadeira é devida a material em solução, enquanto que a cor aparente engloba o material colorido em suspensão. A unidade de cor é aquela produzida por 1 mg de platina em 1 litro de água na forma de cloroplatinato de cobalto (1 ppm de Pt) - “Hazen”. A água de abastecimento público de 5 à 10 ppm é satisfatório não se justificando por razões econômicas maior consumo dos coagulantes para reduzi-la. É característica de ordem estética, porém seu acentuado teor pode causar repugnância ao consumidor. Determinação da Cor É efetuada por comparação visual com: a) Solução padrão Para a preparação de 1 litro de padrão de 500 ppm de cor considera-se: Cloroplatinato de potássio (k 2 PtCl 6 )................................................1, Cloreto cobaltoso hexahidratado (CoCl 2. 6H 2 O).............................1, Diluição com H 2 O destilada a 1000 mL A unidade de cor equivalente a coloração de uma solução contendo cerca de 2,49 mg de cloroplatinato de potássio e 2 mg de cloreto cobaltoso hexahidratado por litro (ou seja 1mg de Pt e 0,5 mg de Co por litro). Portanto 1 ppm de cor correspondente e 1 ppm de cloroplatinato de cobalto. Para se preparar uma cor padrão ( i ), emprega-se a expressão: VP = volume da solução padrão de cor 500 ppm PP = ppm de cor padrão igual 500 ppm VP. PP = Vi. Pi onde : Vi = volume do padrão de cor i Pi = ppm de cor padrão i Exemplo: obter 100 mL do padrão de cor 2 ppm VP =? VP. PP = V i. P i PP = 500 ppm Vi = 100 mL Pi = 2 ppm Deve-se diluir 0,4 mL da solução padrão de cor 500 ppm a 100 mL com água destilada. Assim comparando-se a amostra com as cores padrões pode-se determinar a cor da amostra. Este método é pouco empregado. b) Aquatester de Hellige É de uso freqüente. O aparelho consta essencialmente de dois tubos de vidro, disco padrão de cor, dispositivo para adaptação dos tubos e do disco e sistema de observação ótico. Fases da Determinação
  2. Encher um dos tubos do aparelho, até a marca, com a água em análise. Colocar o tubo no alojamento a direita, no aparelho.
  3. Encher o outro tubo com água destilada, o qual servirá de compensador de espessura. Este tubo vai no alojamento a esquerda, no aparelho. Vp = 100 x 2 500 = 0,4 mL

Indicador Intervalo de graduação do disco pH Variação da cor Azul de Bromotimol 6,0 - 7,6 amarelo-azul Azul de Bromocresol 4,0 - 5,6 amarelo-azul Vermelho de Cresol 7,2 - 8,8 amarelo-vermelho Método

  1. Encher os dois tubos dos aparelhos até a marca, com água e colocá-los no local apropriado do aparelho.
  2. No tubo da direita, colocar 1 mL ou 05 mL do indicador usado, conforme tenham sido tomados 10 ou 5 mL de água.
  3. Ir girando o disco até igual a coloração, ou até que a coloração do tubo da direita fique compreendida entre duas colorações sucessivas do da esquerda.
  4. Ler a janela apropriada do visor o pH. Observações : I ) Usar sempre o disco correspondente ao indicador, marca e tipo do aparelho utilizados. II) O pH pode ser obtido também com maior precisão por potenciometria e menor precisão com papel indicador. EXERCÍCIOS PROPOSTOS - TP - 1 01 - Por que na floculação a agitação inicial deve ser intensa e logo a seguir moderada? 02 - Qual a importância do pH ótimo de floculação? 03 - O pH ótimo de floculação é o mesmo para qualquer água? Para água do mesmo manancial o pH ótimo é invariável? 04 - Por que são adicionadas quantidades diferentes de água de cal a cada um dos vasos no ensaio do pH ótimo de floculação? 05 - Como é no ensaio do jarro, escolhida a melhor floculação? 06 - Cada mL de solução de sulfato de alumínio a 1% adicionado a 1 L de água corresponde a quantos ppm? 07 - Foram juntados 3 mL de água de cal a 1 L de água, o que corresponde a dosagem de ............. ppm de CaO. 08 - Ocorrendo variação da composição de uma água por despejos clandestinos, chuvas, etc, varia o pH ótimo de floculação dessa água? 09 - Por que o descontrole do pH ótimo de floculação compromete o tratamento d’água?