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Tratamento de ÁguaRemoção de Fe e Mn
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• Quais as reclamações de quem utiliza água com ferro e/ou Manganês? – Coloração amarelada, manchas nas roupas nas louças e
utensílios.– Gosto metálico
• Por que algumas vezes as água dos poços são transparentes e algumas horas após a coleta apresentam coloração amarelada?– Porque o Ferro está solúvel e em contato com o ar
atmosférico ele oxida amarelando a água.
Perguntas Frequentes
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• A presença de Ferro e Manganês na água podem ter
duas origens:– Natural
– Tubulações
• Problemas principais percebidos pelos consumidores:– Gosto
– Coloração/ manchas
– Incrustação
Origem do Problema
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• Ferro:
– Gosto metálico– Coloração avermelhada na água, causando manchas
em roupas e utensílios sanitários.– Depósitos em canalizações
• Manganês:
– Gosto metálico– Coloração negra na água, causando manchas
principalmente em utensílios sanitários.
Problemas Associados
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• Solúvel: caracterizado pela ausência de partículas. Sua incidência gera colorações características na água.– Ferro: pH<7,5– Manganês: pH<8,3
• Oxidado: caracterizado pela presença de partículas visíveis na água;– Ferro: pH>7,5– Manganês: pH>8,3
Tipos de Ferro e Manganês
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• Filtração é o método mais fácil para remover tanto o ferro quanto o manganês oxidado. As partículas são facilmente removidas via interferência geométrica. Por isso podemos inclusive introduzir Filtros de areia para esta finalidade.
• Caso os dois metais estejam presentes na água sob a forma solúvel, necessariamente, precisam ser oxidados, através de um tratamento físico ou químico para que posteriormente possam ser removidos via filtração.
• Para remoção sem Oxidação apenas resinas de troca iônica são eficientes, porém nem todas podem ser empregadas.
• Deve-se utilizar resinas Catiônicas de núcleo fechado. Como padrão a Cuno utiliza a resina SST 60 da Purolite, para índices de até 5 ppm de ferro na água. A retrolavagem desta resina será feita com salmoura a 10%.
Como Retirá-los
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• Oxidantes são substâncias que removem elétrons (cargas negativas) dos íons da solução, deixando-os com carga mais positiva.
• O ferro e o manganês existem na água em ambas formas, a solúvel e a insolúvel. A oxidação permite converter ambos numa forma que permita a sua filtração. Este processo converte ferro da forma Fe (2+) para a forma Fe (3+) e o manganês da forma Mn (2+) para Mn (4+).
• A oxidação, por ela mesma, não remove impurezas da água, mas muda a sua natureza química e física, viabilizando o uso do processo de filtração.
• A oxidação é uma "metade" da reação, e para cada oxidação existe uma "redução". Para o caso específico da filtração não trabalharemos com as reduções, mas destacamos que elas existem com a oxidação.
O que é um Oxidante
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Poder de Oxidação
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Ferro Oxigênio 4Fe2+ + O2(g) + 10H2O 4Fe(OH)3(s) + 8H+ Permanganato 3Fe2+ + KMnO4 + 7H2O 3Fe(OH)3(s) + MnO2(s) + K+ +
5H+ Cloro 2Fe2+ + Cl2 + 6H2O 2Fe(OH)3(s) + 2Cl- + 6H+ Ozônio 2Fe2+ + O3(g) + 5H2O 2Fe(OH)3(s) + O2 + 4H+
Manganês Oxigênio 2Mn2+ + O2(g) + 2H2O 2Mn(OH)2(s) + 4H+ Permanganato 3Mn2+ + 2KMnO4 + 2H2O 5Mn(OH)2(s) + 2K+ + 4H+ Cloro Mn2+ + Cl2 + 2H2O Mn(OH)2(s) + 2Cl- + 4H+ Ozônio Mn2+ + O3(g) + H2O Mn(OH)2(s) + O2 + 2H+
Reações Químicas
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Curvas de Solubilidade
7pH
Solub. (mg/L)
Ferro
Manganês
8 9
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• O sistema Chem-Free emprega um leito de óxido de magnésio de alta pureza (98%), endurecido por calcinação (MagChem 10). Para aumentar o pH da água usa uma adição no leito de carbonato de cálcio natural (Hubercarb).
• Os Removedores de Ferro Cuno devem receber água pré oxidada, com teores de ferro de até 2 ppm.
SistemaCHEM-FREE
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• A Portaria no 518 do Ministério da Saúde recomenda os seguintes limites máximos para a água potável:
– Ferro: 0,3 mg/L– Manganês: 0,1 mg/L
Concentrações Permitidas
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Devido a natureza do meio Chem-Free, durante a partida algumas vezes são requeridos de 2 a 3 dias para que o filtro Chem-Free remova completamente o ferro e o manganês. Durante as retrolavagens iniciais, poderá ser observada no dreno uma pequena quantidade de meio branco fino, sendo considerado normal o evento.
Um Detalhe Importante
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• Variável importante: a principal é a vazão da linha.
• Máxima eficiência: recomendado para tratar águas com concentração máxima de ferro de 2 mg/L. Para o tratamento de águas com concentração de ferro acima de 2 mg/L é viável a instalação de um tanque com tempo de residência mínimo de 30 minutos, com adição de um oxidante forte para prévia oxidação do excesso de ferro.
Dimensionamento
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• O tempo de residência, constitui-se de um parâmetro de engenharia, que prevê o tempo em que uma determinada porção de água permanece em um dado reservatório.– É calculado da seguinte forma: =
V/Q (volume/vazão)
Tempo de Residência
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RFE 2000 - 2000 l/h 4 Cu.Ft = 160 Kg Chem-Free
• Para vazões superiores a 6 m3/h é mais economicamente viável a aplicação de oxidação seguido de caixa de decantação e Filtro de Areia.
• Economicamente é mais viável usar 02 RFE 2000 do que um Único Removedor Maior em 4m3/h de tratamento.
Reposição Midias
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• Cabeça Automática ( 1 )• Valvula By-pass ( 2 )• Tanque Uniflex ( 3 )• Tubo Sifão/ Crepina ( 4 )• Midia Retenção (5)• Midia Filtrante (6)
Composição Equipamento
2
1
3
4
4 6
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Foto RFE 2000