O importante papel dos níveis de pH no tratamento da água

Os sistemas de tratamento de água potável e de águas residuais desempenham um papel crucial para garantir comunidades e ecossistemas saudáveis. Um parâmetro fundamental que influencia significativamente a eficiência e o desempenho destes sistemas de tratamento é o nível de pH da água a ser tratada. O nível de pH afeta as propriedades químicas e físicas da água, influenciando assim o comportamento dos contaminantes e os processos de tratamento.

Os operadores devem ter um conhecimento profundo de como o pH impacta os processos de tratamento, a fim de garantir que esses sistemas funcionem conforme necessário e para evitar possíveis danos aos equipamentos, às pessoas e ao meio ambiente.

Compreendendo o pH

O pH da água é uma medida de sua acidez ou alcalinidade e é definido em uma escala logarítmica que varia de 0 a 14. Um pH de 7 é considerado neutro. Valores abaixo de 7 indicam acidez e valores acima de 7 indicam alcalinidade. As flutuações no pH são normais, mas geralmente devem ser limitadas entre 6.3 e 7.6. À medida que o pH muda acima ou abaixo dos níveis desejados, os operadores podem precisar adicionar produtos químicos para trazer os níveis de volta à faixa aceitável.

A água ácida pode ser ajustada adicionando carbonato de sódio (carbonato de sódio) ou hidróxido de sódio por meio de uma bomba dosadora de produtos químicos (Figura 1).

Por outro lado, a água alcalina pode ser controlada através da adição de ácidos líquidos ou dióxido de carbono (CO2).

A manutenção do pH é mais importante nas seguintes etapas do processo de tratamento:

Coagulação e Floculação

Para estações de tratamento de água maiores, a coagulação e a floculação são etapas principais do tratamento. Manter o pH dentro de uma faixa específica (geralmente entre 6 e 8) ajuda a otimizar o desempenho do coagulante e aumenta a formação de flocos maiores e mais sedimentáveis. Desvios da faixa ideal de pH podem levar à floculação incompleta, má sedimentação e redução da eficiência dos processos de filtração subsequentes.

Sistema de Certificação

A desinfecção é uma etapa crucial no tratamento da água que elimina microorganismos nocivos para garantir a segurança do abastecimento de água. Os desinfetantes à base de cloro funcionam com mais eficiência em valores de pH entre 5.5 e 7.6. O nível de pH precisa ser cuidadosamente monitorado e ajustado para garantir a desinfecção adequada e evitar a formação de subprodutos da desinfecção, como os trihalometanos (THMs), que têm maior probabilidade de se formar em níveis de pH mais elevados.

Coleta e Distribuição

O pH da água também desempenha um papel crucial na manutenção da integridade dos sistemas de recolha de águas residuais e dos sistemas de distribuição de água potável. Por esta razão, muitas indústrias são obrigadas a tratar as suas águas residuais antes da descarga, incluindo o ajuste do pH. Quando a água é muito ácida ou muito alcalina, pode causar a lixiviação de metais na água. Por outro lado, a incrustação ocorre quando a água tem um pH elevado e contém níveis elevados de minerais duros, levando à deposição em tubulações e acessórios.

Processos Biológicos

Nos sistemas de tratamento de águas residuais, são utilizados processos biológicos, como o tratamento de lamas ativadas ou a filtração biológica, para remover matéria orgânica e nutrientes. O nível de pH influencia a atividade e o crescimento dos microrganismos envolvidos nesses processos. Diferentes microrganismos prosperam em diferentes faixas de pH, e a manutenção das condições apropriadas de pH é crucial para a estabilidade e eficácia dos sistemas de tratamento biológico.

Como medir e ajustar o pH

Os operadores podem medir o pH usando qualquer sonda em linha ou, para uma análise e coleta de dados mais completas, um Analisador de Água (Figura 2), projetado para medir os níveis de pH.

Quando os níveis de pH precisam ser ajustados, muitas instalações optam pelo tratamento químico usando bombas de medição/dosagem de produtos químicos. Os projetistas e operadores do sistema devem ter cuidado ao escolher a bomba correta para o produto químico dosado. Isso inclui a escolha dos materiais adequados dos componentes da bomba, incluindo válvulas e tubos/mangueiras da bomba. Devem ser compatíveis com ácidos e bases cáusticos e abrasivos.

FLEXFLO® As bombas de medição de produtos químicos M3 fornecem dosagem química suave e precisa de forma confiável e os operadores apreciam o acesso fácil e brilhante da bomba e a tela altamente responsiva de 5 polegadas. Esta tela intuitiva é tão simples de operar quanto um smartphone e apresenta ícones facilmente reconhecíveis. FLEXFLO As bombas M3 têm uma ampla taxa de abertura de 10,000:1 para atender a uma vasta gama de requisitos de dosagem e são equipadas com um motor CC sem escovas para um serviço sem problemas e com eficiência energética. As opções de sinal de controle remoto M3 incluem Pulso, 4-20 mA, Modbus TCP, EtherNet IP e PROFIBUS para supervisão e automação aprimoradas para aplicações críticas de medição e transferência.

Por último, os operadores precisam considerar cuidadosamente o tipo de ácido ou base utilizado para ajuste de pH. Por exemplo, o ácido sulfúrico pode diminuir rápida e drasticamente o pH, mas também produz altos níveis de calor quando misturado com água, o que pode ser problemático e até perigoso em algumas aplicações.

A dosagem de CO2 (Figura 3) proporciona uma redução de pH mais controlada e gradual. O CO2 é auto-tamponante, formando ácido carbônico (H2CO3) quando dissolvido em água. Este ácido carbônico pode se dissociar em íons hidrogênio (H+) e íons bicarbonato (HCO3-). A reação de equilíbrio reversível entre o ácido carbônico e os íons bicarbonato ajuda a manter o pH da solução, normalmente mantendo-o logo acima de 6. Assim, é difícil dosar excessivamente a água. Isto reduz o risco de corrosão, minimizando o risco de deterioração da qualidade da água devido à libertação de metais ou outros contaminantes relacionados com a tubagem.

O CO2 pode não ser uma solução ideal para o tratamento de água altamente alcalina. No entanto, para a maioria dos sistemas de água representa uma vantagem e é reconhecido como amigo do ambiente.

Independentemente do método de tratamento utilizado, permanece o facto de que o nível de pH desempenha um papel significativo em todas as fases do tratamento de água e águas residuais. Ao reconhecer o impacto do pH e implementar estratégias de controle apropriadas, os operadores podem garantir resultados de tratamento consistentes.