Resumo
Gosto e odor em águas de abastecimento são motivos de reclamações dos consumidores, que muitas vezes duvidam da sua potabilidade. Entretanto, as origens e a sazonalidade da ocorrência dessa problemática dificultam o seu controle. Gosto e odor de terra e/ou mofo são os mais frequentes, sendo causados pelos compostos orgânicos 2-metil-isoborneol (MIB) e Geosmina produzidos por microrganismos presentes na água bruta. Processos de adsorção com carvão ativado em pó (CAP) apenas ou associado à aplicação de um agente oxidante são os mais comumente utilizados para contornar esse problema. Sabe-se que o uso do cloro provoca prejuízos na adsorção com CAP, o que motiva estudos a respeito da aplicação de outros agentes oxidantes, como o permanganato de potássio (KMnO4). Com os objetivos de avaliar a remoção de gosto e odor em águas de abastecimento com aplicação de KMnO4 conjuntamente ao carvão ativado e compreender como ocorre a interação entre o oxidante e o CAP, foram realizados ensaios de laboratório variando-se as dosagens desses dois compostos para o tratamento. Verificou-se que o permanganato de potássio causou prejuízos menores na adsorção do que os gerados pela adição do cloro. Constatou-se também que, apesar de o KMnO4 não exercer grande influencia na remoção dos compostos MIB e Geosmina, ele é consumido (cerca de 40 a 60% para concentrações elevadas de CAP) durante o tratamento e, inclusive, seu consumo segue a mesma tendência que a remoção dos poluentes. Ou seja, quanto maior a dosagem de carvão ativado em pó, maior é o consumo do oxidante e a remoção dos poluentes, principalmente a Geosmina. Os ensaios cinéticos indicaram que a oxidação do permanganato obedece uma cinética de primeira ordem com constantes proporcionais às dosagens de CAP aplicadas e que que tal consumo de KMnO4 se dá em sua maioria em torno dos primeiros 30 minutos de tempo de contato, demonstrando que não há necessidade de períodos de contato longos.
Introdução
Um dos maiores desafios no tratamento de águas de abastecimento é a minimização de problemas de gosto e odor. Uma vez que estes tendem a apresentar elevada sazonalidade e diferentes origens, a adoção das suas técnicas de controle tem sido muito mais encarada como uma arte do que ciência (Lalezary et al., 1988, Zamyadi et al., 2015). Dentre os problemas de gosto e odor mais observados pelos consumidores, os de maior dificuldade de remoção estão normalmente associados a compostos orgânicos originários a partir de fontes biogênicas (Smith, 2011; Zamyadi et al., 2015). É sabido que inúmeros microrganismos, notadamente certas algas, especialmente as cianobactérias (algas azuis), bem como os actinomicetos são responsáveis pela produção de certos compostos orgânicos resultantes do seu metabolismo que, sob certas condições ainda não totalmente conhecidas, são liberados para a fase líquida (Juttner e Watson, 2007; Watson et al., 2008; Zamyadi et al., 2015). Dentre os compostos orgânicos produzidos por microrganismos, os mais comumente identificados em águas de abastecimento como sendo responsáveis por problemas de odor e sabor são os compostos 2-metil-isoborneol (MIB) e Geosmina, que conferem um gosto de terra, gramíneo ou mofo à agua. (Edzwald, 2011; Crittenden et al., 2012; Zamyadi et al., 2015; Su et. al 2015).
Atualmente, as tecnologias de tratamento mais comumente empregadas para a solução de problemas de gosto e odor em águas de abastecimento tem sido a utilização de processos de adsorção em carvão ativado em pó (CAP) (Srinivasan e Sorail, 2011; Matsui et al. 2015) e eventualmente combinado com diferentes agentes oxidantes, podendo-se citar o uso do cloro, dióxido de cloro, permanganato de potássio e ozônio (Newcombe e Cook, 2002; Srinivasan e Sorial, 2011). A dosagem de CAP em estações de tratamento de água pode ser efetuada em diferentes pontos, conforme apresentado na Figura 1.
Existem, evidentemente, vantagens e desvantagens entre cada um deles e a sua definição para uma ETA específica é função da sua concepção, associada à cinética do processo de adsorção. Enquanto, do ponto de vista cinético do processo de adsorção, o melhor local de aplicação do CAP possa ser na captação (ponto A), é possível que, dependendo das características da água bruta, outros compostos orgânicos, além daqueles causadores de odor e sabor, sejam adsorvidos pelo CAP reduzindo, desta forma, a sua capacidade de adsorção. Por outro lado, caso a captação seja muito próxima da ETA, a vantagem de sua aplicação neste ponto pode ficar comprometida. A aplicação do CAP imediatamente antes da adição do coagulante (ponto B) pode reduzir a cinética do processo de adsorção pela provável precipitação do hidróxido metálico em sua superfície externa (Edzwald, 2011).
De acordo com Sontheimer et al., (1988), o melhor ponto de aplicação do CAP seria após os decantadores e antes do processo de filtração (ponto C). Isto porque a competição de prováveis compostos orgânicos de origem natural que pudessem ser adsorvidos no CAP seria minimizada através de sua remoção no processo de coagulação por mecanismos de coprecipitação e, também, porque não haveria a interferência dos flocos do hidróxido metálico incorporados às partículas de CAP no processo de adsorção. No entanto, esta concepção de sistema de dosagem de CAP é viável apenas quando do projeto de novas ETA’s uma vez que as já existentes dificilmente teriam condições de garantir um tempo de contato adequado entre o CAP e a fase líquida, bem como em muitas delas seria inexequível a construção de um sistema de dosagem de CAP em um ponto de aplicação que é, muitas vezes, de difícil acesso a novas tubulações, acessórios e instalações.
Como o ponto mais comum para a adição de CAP em estações de tratamento de água é na chegada da água bruta, e considerando ser muito comum a aplicação de diferentes agentes oxidantes na forma de pré-oxidação, existe a possibilidade de que o processo de adsorção em CAP possa ser influenciado por eventuais concentrações residuais do agente oxidante na fase líquida (Srinivasan e Sorail, 2011; Zhang et al., 2013). Embora os efeitos do cloro livre e sua interferência no processo de adsorção sejam bem conhecidos, ainda não foram devidamente avaliados o efeito da adição do permanganato de potássio no processo de adsorção em CAP.
Autores: Tássia Brito Andrade e Sidney Seckler Ferreira Filho.
