Desinfecção no Tratamento de Água

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A importância da água com boa qualidade de uso e consumo, tem interferência direta com a saúde de uma população.

Segundo o Ministério da Saúde, a quantidade de pessoas que adquirem doenças através da contaminação da água ainda é um número bastante expressivo.

A contaminação da água tem diferentes causas, por exemplo, más hábitos higiênicos, falta de investimentos do governo para disponibilidade de água potável e saneamento básico.

As principais doenças veiculadas pela água são causadas por

• Vírus (ex: poliomielite, hepatite infecciosa);
• Bactérias (ex: febre tifóide, disenteria bacilar, leptospirose, cólera, gastroenterites)
• Protozoários (ex: disenteria amebiana, giardíase) e por
• Helmintos ou Vermes (esquistossomose, ancilostomíase e ascaridíase).

A desinfecção é um processo do tratamento de água onde se tem por objetivo a remoção ou destruição de microrganismos patogênicos presentes na água capazes de causar várias doenças.

A eliminação desses microrganismos é realizada mediante a destruição da estrutura celular, pela interferência no metabolismo como inativação de enzimas, pela interferência na biossíntese e no crescimento celular, através da adição de produtos químicos denominados agentes desinfetantes.

Os fatores que influenciam na desinfecção e, portanto, no tipo de tratamento a ser empregado

• espécie e concentração do organismo a ser destruído;
• espécie e concentração do desinfetante;
• tempo de contato;
• características químicas e físicas da água;
• grau de dispersão do desinfetante na água.

Existem vários produtos químicos agentes desinfetantes disponíveis no mercado, os mais conhecidos e utilizados são os produtos à base de cloro, tais como o cloro gasoso (Cl_2(g)), o hipoclorito de sódio (NaClO_(l)) solução aquosa e o hipoclorito de cálcio (Ca(ClO)_2(g)) sólido.

O uso de derivados clorados, como gás cloro, hipoclorito de sódio, hipoclorito de cálcio, cloraminas orgânicas e dióxido de cloro, tem contribuído para o controle das doenças de origem hídrica e das chamadas toxinfecções alimentares de origem bacteriana.

Outros agentes desinfetantes disponíveis são: o dióxido de cloro (gás dissolvido em água – ClO_2(g)), o ozônio gás (O_3(g)) e a radiação ultravioleta (UV).

As características necessárias para um bom desinfetante

• Capacidade de destruir, em um tempo razoável, os organismos patogênicos a serem eliminados, na quantidade em que se apresentam e nas condições encontradas na água;
• O desinfetante não deve ser tóxico para o homem e para os animais domésticos e, nas dosagens usuais, não deve causar à água cheiro e gosto que prejudiquem o seu consumo;
• Seu custo de utilização deve ser razoável, além de apresentar facilidade e segurança no transporte, armazenamento, manuseio e aplicação;
• A concentração na água tratada deve ser fácil e rapidamente determinável;
• Deve produzir concentração residuais resistentes na água, de maneira a constituir uma barreira sanitária contra eventual recontaminação antes do uso.

Vamos conhecer alguns dos desinfectantes mencionados.

1. Cloro

O cloro foi descoberto em 1808 por Sir Humprey Davy e teve as suas propriedades bactericidas demonstradas sob condições de laboratório pelo bacteriologista Koch, em 1881.

O uso do cloro foi aprovado pela American Public Health Association (APHA), em 1886, para uso como desinfetante.

A partir do início do século XIX, algumas regiões dos Estados Unidos já utilizavam este agente químico no processo de desinfecção de águas para o abastecimento público.

O uso contínuo do cloro só ocorreu a partir de 1902, na Bélgica, com o chamado refinamento da cloração, isto é, determinação das formas de cloro combinado e livre e a cloração baseada em controles bacteriológicos.

Quando um derivado clorado é adicionado à água ocorre, em primeiro lugar, a reação de oxidação da matéria orgânica, que recebe o nome de “demanda de cloro”.

Satisfeita a demanda, o derivado clorado reage com a amônia, formando as cloraminas inorgânicas, que são denominadas de “cloro residual combinado”.

Após a formação das cloraminas, tem-se a presença do chamado “cloro livre”, que é constituído do ácido hipocloroso e do íon hipoclorito, existe também a probabilidade de ocorrer a formação de trihalometanos (THM).

O cloro residual total (CRT) é a soma das concentrações do cloro residual livre (CRL) e do cloro residual combinado (CRC).

Os compostos de cloro mais utilizados nas estações de tratamento de esgotos são o Cloro Gás, o Hipoclorito de Sódio e o Dióxido de Cloro.

Hipoclorito de Sódio é o mais utilizados nas estações de pequeno porte, onde simplicidade e segurança operacionais são mais importantes que o custo.

Entretanto também é possível encontrar estações de grande porte utilizando Hipoclorito de Sódio por motivos específicos.

Entre os agentes da desinfecção (desinfetantes), o mais largamente empregado é o cloro porque:

• É facilmente disponível como gás, liquido ou sólido;
• Menor custo;
• É fácil de aplicar devido a sua alta solubilidade em água;
• Deixa um residual em solução, de concentração facilmente determinável;
• Promove a destruição da maioria dos microorganismos patogênicos.

O uso de cloro no tratamento da água pode ter como objetivos a desinfecção (destruição dos microorganismos patogênicos), a oxidação (alteração das características da água pela oxidação dos compostos nela existentes) ou ambas as ações ao mesmo tempo.

As águas de abastecimento, em geral, apresentam valores de pH entre 5 e 10, quando as formas presentes são o ácido hipocloroso (HOCl) e o íon hipoclorito (OCl).

O cloro existente na água sob as formas de ácido hipocloroso e de íon hipoclorito é definido como cloro residual livre.

O cloro também pode ser aplicado sob as formas de hipoclorito de cálcio e hipoclorito de sódio, os quais, em contato com a água, se ionizam.

2. Dióxido de Cloro

É um oxidante e desinfetante universal e amplamente difundido para diversas aplicações.

Desde 1944 usado como oxidante no tratamento de água.

O dióxido de cloro funciona como um oxidante seletivo devido ao seu mecanismo de transferência de um único elétron, sendo reduzido a clorito ClO₂.

Possui alta reatividade para oxidação e desinfecção. Pode ser utilizado quando se quer:

• Eliminar Odor e Sabor da água
• Turbidez do efluente da filtração <0,10 NTU
• Reduzir nível de TOC para <50 %
• Ação eficaz contra “Cryptosporidium”
• Remoção de Fe,Mn e Fenois

  

3. Ozônio

O ozônio é um gás azul claro composto de três átomos de oxigênio (O₃).

A ozonização é um método de tratamento de água onde o ozônio é gerado no local e introduzido na água para eliminar uma ampla gama de compostos orgânicos e microorganismos.

A transformação do oxigênio em ozônio, um oxidante muito poderoso, ocorre com o uso de energia.

Dentro do vaso gerador de ozônio, o ozônio é produzido a partir do oxigênio presente no gás de alimentação por meio de uma descarga elétrica silenciosa (plasma não térmico).

O ozônio é dissolvido na água. Produz uma reação de oxidação direta nos poluentes / moléculas. 

4. Radiação ultravioleta (UV)

Desde os anos 1990 que se usa a radiação UV para inativar microrganismos em água contaminada.

A radiação UV é uma radiação eletromagnética que possui um comprimento de onda de 100 a 400 nm.

Sua frequência é maior que a luz visível.

É chamada de ultravioleta pois sua frequência atinge ondas superiores àquelas correspondentes a cor violeta ao olho humano. A classificação da radiação UV é dividida em 3 categorias:

• UVC (100-290 nm)
• UVB (290-320 nm)
• UVA (320-400 nm)

A radiação UV é um processo de desinfecção seguro, sem químicos e confiável.

É um método rápido e capaz de eliminar 99,99% das bactérias questão de segundos.

Sua radiação (UV) ataca o material genético dos microrganismos (DNA), impedindo sua multiplicação e uma de suas características mais importantes é que a radiação UV não acrescenta nada à água nem às características físico-químicas.

É utilizado um tipo de lâmpada específica para esta finalidade, a UVC (280 -100nm) com arco de mercúrio com baixa ou média pressão que transfere energia eletromagnética desativando os organismos patogênicos, reduzindo a carga orgânica, eliminando o ozônio, cloro e cloraminas na água.

As lâmpadas com média pressão têm capacidade germicida de 15 vezes maior que as demais, desinfetando rapidamente a água devido à intensidade que perfura a membrana das células.   

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