Tratamento de água: siga a gota e ajuste os filtros

O que o modelo mostra

Uma estação de tratamento de água deixa a água barrenta limpa juntando as partículas finas em flocos maiores, deixando-os decantar e filtrando o que sobra. A desinfecção reduz então o risco causado por micróbios. Na Coreia, a água da torneira deve ter 0,5 NTU ou menos. Uma água de aparência limpa, por si só, não prova que seja segura para beber.

Encha um copo na torneira da cozinha e a água sai clara, fria e com um leve cheiro de cloro. Um ou dois dias antes, ela fazia parte de um rio marrom. Entre o rio e o copo, passou por uma estação de tratamento que dedicou a maior parte do esforço a um único problema: grãos de argila tão pequenos que não afundam sozinhos.

O modelo coloca uma estação inteira sobre uma mesa, da esquerda para a direita. Uma barragem segura um reservatório, e uma torre de captação no rio retira a água abaixo da superfície. Um cano a leva ao poço de chegada, depois ao tanque de mistura rápida, onde se dosa o coagulante, e então por três câmaras de floculação com pás, um longo decantador, dois filtros rápidos de areia, um contator de ozônio, um filtro de carvão ativado e um tanque de contato com chicanas, onde se acrescenta o cloro. Uma bomba eleva a água até um reservatório de distribuição em uma colina, e um cano a traz de volta até a torneira de uma cozinha.

Tudo começa com você como uma gota em um rio barrento, abaixo da barragem. A câmera acompanha a gota enquanto a torre de captação a puxa e depois sobe para mostrar a estação inteira. A etiqueta sobre a gota mostra a turbidez e a contagem de bactérias que ela teria naquele ponto, e o gráfico do painel mostra os mesmos dois números para cada etapa. O quadro do microscópio mostra um trecho de água com 400 micrômetros de largura.

A barra do palco leva você para dentro de cada etapa: Captação (a grade diante da abertura de captação, um corte de cerca de 2 m), Flocos (1 mm de água em que os grãos de argila encontram o coagulante e se juntam em flocos em tamanho real), Decantar (um corte do decantador com o lodo se acumulando no fundo), Filtro (um corte do leito de areia e antracito, com cerca de 1 m de profundidade), Desinfetar (20 µm de água em que bactérias, vírus e oocistos de Cryptosporidium encontram cloro, ozônio e UV) e Torneira (um copo). Clicar em um prédio do painel faz o mesmo.

Os controles mudam o rio e a estação: turbidez do rio (de 1 a 1000 NTU), dose de coagulante (de 0 a 150 mg/L), tamanho dos grãos de argila, pH, taxa de filtração, dose de cloro, ozônio e carvão, luz UV e lavagem contracorrente. Os valores da água bruta (10 NTU e 1000 bactérias por mililitro, por padrão) são valores do modelo, assim como a maioria dos ajustes da estação; o painel avisa isso. Os limites desenhados no gráfico são os limites coreanos reais.

Por que a argila não decanta sozinha

A água de rio parece barrenta por causa de partículas de argila e silte, a maioria com poucos micrômetros de diâmetro. A turbidez, medida em NTU (unidades nefelométricas de turbidez), indica quanta luz essas partículas espalham. As normas coreanas permitem no máximo 0,5 NTU na água da torneira, que parece perfeitamente clara em um copo.

Deixe um pote de água barrenta numa prateleira: a areia cai em segundos, mas a turvação dura dias. A razão é a lei de Stokes. Uma pequena esfera que afunda na água atinge uma velocidade constante

v = g × Δρ × d² / (18 × μ)

em que g é a gravidade, Δρ é quanto a partícula é mais densa que a água, d é o seu diâmetro e μ é a viscosidade da água (cerca de 1,0 mPa·s a 20 °C). O diâmetro aparece ao quadrado. Um grão dez vezes menor afunda cem vezes mais devagar.

Para um grão mineral (2650 kg/m³) em água a 20 °C, o modelo dá:

Um decantador que retém a água por duas ou três horas consegue reter areia e silte grosso, mas a argila fina, que deixa a água turva, passaria direto. Para removê-la, a estação precisa tornar as partículas maiores.

Como um coagulante faz os grãos grudarem

Os grãos de argila na água têm carga elétrica negativa na superfície. Dois grãos que se aproximam se repelem, nunca se tocam, e a nuvem permanece estável. É por isso que o pote na prateleira continua turvo.

No tanque de mistura rápida, a estação dosa um coagulante, um sal de alumínio ou de ferro; as estações coreanas costumam usar policloreto de alumínio. As espécies de alumínio com carga positiva anulam a carga dos grãos, e parte do alumínio forma também um hidróxido pegajoso que arrasta os grãos juntos. A água é agitada com força por cerca de um minuto, para que o produto químico alcance cada grão antes de reagir e se esgotar.

A dose certa depende da água, e as estações a encontram com um ensaio de jarros: uma fileira de béqueres com doses diferentes, agitados do mesmo modo e comparados depois da decantação. Coagulante de menos deixa muitos grãos ainda carregados. Demais pode dar a eles carga positiva, e voltam a se repelir. O modelo usa uma curva de exemplo de ensaio de jarros, com a melhor dose em 25 mg/L.

Os flocos crescem numa agitação suave

Depois da mistura rápida, os grãos desestabilizados precisam se encontrar muitas vezes. O tanque de floculação agita a água com pás lentas, e as pás de cada câmara giram mais devagar que as da anterior. No começo, uma mistura suave ajuda os grãos pequenos a colidir. Mais tarde, os flocos já são grandes e frágeis, e pás rápidas os despedaçariam.

Um floco não é uma bola maciça. É um aglomerado solto e ramificado que retém muita água, de modo que, quanto mais cresce, mais a sua densidade média se aproxima da da água. O modelo trata os flocos como aglomerados fractais com dimensão fractal de 2,2. Um floco formado a partir de grãos de 2 µm e que chegou a 120 µm é só 62 kg/m³ mais denso que a água, contra 1650 kg/m³ de um único grão. Mesmo assim, por causa do diâmetro ao quadrado, ele afunda a 1,76 m/h, cerca de 140 vezes mais rápido que os grãos de que é feito.

O quadro do microscópio mostra a mudança. Com dose 0, o campo está cheio de grãos separados se agitando. Aumente a dose e os grãos se reúnem em aglomerados; com 25 mg/L, quase todos estão dentro de flocos.

O decantador e a lei de Stokes

O decantador é um tanque comprido em que a água se move tão devagar que quase parece parada. Um decantador ideal, modelo geralmente atribuído ao engenheiro americano Allen Hazen, leva a uma regra simples. A água entra por uma ponta e sai pela outra, de modo que toda partícula passa o mesmo tempo atravessando o tanque. Esse tempo é a profundidade dividida pela taxa de escoamento superficial, que é a vazão dividida pela área da superfície. No modelo, a taxa de escoamento superficial é 1,5 m/h e a profundidade, 3,5 m, então a água passa 2,3 horas no decantador.

Uma partícula que afunda mais rápido que a taxa de escoamento superficial chega ao fundo antes da saída, onde quer que tenha começado. Uma partícula mais lenta só é retida se tiver começado baixo o bastante. A parcela retida é a velocidade de queda dividida pela taxa de escoamento superficial. Dá para ver isso no corte: todas as partículas avançam com a mesma velocidade, e cada uma cai na sua velocidade de Stokes, na escala da taxa de escoamento superficial.

Veja o que o modelo dá para a argila de rio de 2 µm com diferentes doses de coagulante (os valores da água filtrada vêm da etapa seguinte):

O controle de tamanho dos grãos mostra o outro lado da mesma lei. Mantenha a dose em 25 mg/L e torne a argila do rio mais fina. Com grãos de 1 µm, os flocos chegam a apenas 60 µm, afundam a 0,44 m/h e o decantador retém 29 % da turbidez; com grãos de 0,5 µm, retém 7 %. Os coloides muito finos são um dos motivos pelos quais as estações reais às vezes acrescentam polímeros auxiliares de floculação ou escolhem outro coagulante.

Os filtros retêm o que o decantador deixou passar

A água decantada ainda tem cerca de 1 NTU no modelo, em sua maior parte flocos pequenos. Ela desce por um filtro rápido: um leito de antracito grosso sobre areia mais fina sobre cascalho, apoiado num fundo falso com bocais. As normas coreanas definem a filtração rápida como a que opera a 120 m por dia ou mais, o que dá 5 m/h.

Um filtro não é uma peneira. Os vãos entre os grãos de areia são muito maiores que as partículas, e estas são retidas porque batem nos grãos no fundo do leito e ficam grudadas. Por isso a coagulação importa também aqui: partículas desestabilizadas grudam muito melhor. O modelo dá ao filtro uma remoção de 0,3 log sem coagulante e de 1,3 log com coagulação plena, de modo que 1 NTU sai como 0,05 NTU. As normas coreanas exigem que 95 % das amostras mensais de água filtrada tenham 0,3 NTU ou menos e que nenhuma passe de 1 NTU.

O antracito é mais leve que a areia, então a camada grossa continua por cima depois da lavagem. O leito vai entupindo devagar e o nível da água sobre ele sobe. Então a célula é tirada de operação e lavada em contracorrente: água, muitas vezes com ar antes, é empurrada de baixo para cima pelo leito, que se expande, e os grãos se esfregam uns nos outros até ficar limpos, enquanto a água suja transborda para as calhas. Ligue a Lavagem para ver a célula da direita se erguer e as calhas se encherem de água marrom.

Ozônio e carvão ativado, em resumo

Muitas estações grandes da Coreia acrescentam um tratamento avançado depois dos filtros. O ozônio é borbulhado na água em um contator coberto. É um oxidante forte que decompõe compostos como a geosmina e o 2-MIB, que dão gosto de terra quando as algas florescem, e também mata micróbios. Depois a água passa por um leito profundo de carvão ativado granular, cuja enorme superfície interna adsorve a matéria orgânica que restou. No modelo, essas etapas eliminam mais um log de bactérias; desligue-as e a água segue pelo cano de desvio na entrada.

O cloro age por concentração vezes tempo

A desinfecção é a última barreira. Bactérias como a E. coli morrem em segundos com um pouco de cloro livre, mas vírus e cistos de protozoários como a Giardia precisam de muito mais exposição. Os órgãos reguladores medem essa exposição como CT: a concentração de desinfetante que sobra na saída (mg/L) multiplicada pelo tempo de contato (minutos). Na Surface Water Treatment Rule dos EUA, que usa a mesma ideia, o tratamento deve remover ou inativar pelo menos 99,9 % dos cistos de Giardia e 99,99 % dos vírus, e a filtração e a desinfecção somam-se para atingir essa meta.

O tempo que conta não é o tempo médio, e sim o T10, o tempo em que os primeiros 10 % da água passam. Um tanque simples deixa parte da água cruzar direto; por isso o tanque de contato tem chicanas, paredes que obrigam a água a serpentear de um lado para o outro. O modelo usa T10 = 30 minutos e supõe que a água consome 0,3 mg/L de cloro de imediato. Uma dose de 1,0 mg/L deixa 0,7 mg/L, então CT = 0,7 × 30 = 21 mg·min/L. As normas coreanas expressam o resultado como uma razão de inativação, o CT obtido dividido pelo CT exigido para a temperatura e o pH, e ela deve ser de pelo menos 1.

Do tanque de contato à sua torneira

Bombas elevam a água até um reservatório de distribuição em terreno alto, que regula a demanda ao longo do dia e dá a pressão que leva a água às casas por gravidade. No caminho, o cloro continua reagindo com as paredes dos canos e com o que há na água. O modelo o deixa decair 4 % por hora durante 24 horas. As normas coreanas exigem pelo menos 0,1 mg/L de cloro livre na torneira, para que reste um pouco de desinfetante caso algo entre nos canos, e no máximo 4,0 mg/L.

Arraste o controle de cloro e observe o último ponto do gráfico de bactérias. Com 1,0 mg/L, chegam 0,27 mg/L à torneira. Com 0,6 mg/L, são 0,12 mg/L, o suficiente. Com 0,5 mg/L, chegam apenas 0,08 mg/L, e o modelo deixa as bactérias voltarem a crescer nos canos, um exemplo de por que o mínimo existe.

Água mais barrenta pede mais coagulante, e o pH certo

No modelo, a melhor dose de coagulante cresce com a turbidez do rio, como (turbidez / 10 NTU)^0,45 × 25 mg/L: cerca de 41 mg/L com 30 NTU, 70 mg/L com 100 NTU e 115 mg/L com 300 NTU. O expoente é um valor do modelo que copia a forma habitual dos resultados de ensaios de jarros, em que dobrar a turbidez não dobra a dose. Coagulante de menos deixa a maioria dos grãos isolados; muito além do necessário, cobre os grãos com carga de sinal contrário e eles voltam a se repelir, e por isso o tamanho do floco cai depois da melhor dose.

O pH importa tanto quanto a dose. Os coagulantes de alumínio funcionam melhor numa faixa em torno da neutralidade; no modelo, a parcela de grãos que entram nos flocos cai para cerca de 64 % em pH 6 ou 8 e para 37 % em pH 5,5 ou 8,5. Por isso as estações reais fazem ensaios de jarros em vários valores de pH e corrigem o pH com ácido ou álcali quando o rio muda.

Depois de uma chuva forte, um rio pode carregar muito mais silte que o normal. No palco, 300 NTU com os 25 mg/L habituais deixam cerca de 230 NTU depois do decantador e 39 NTU depois dos filtros. Com cerca de 115 mg/L os flocos voltam, o decantador deixa 5,5 NTU e os filtros levam a 0,27 NTU a 5 m/h, por pouco dentro do limite de 0,3 NTU. Se os filtros forem a 8 m/h, a mesma água sai com 0,51 NTU: a água de tempestade costuma pedir filtração mais lenta além de mais coagulante.

Quando o filtro enche

Um leito filtrante retém partículas nos espaços entre seus grãos, por isso vai se enchendo aos poucos. A linha Carga do filtro conta isso no modelo: sobe mais rápido quando mais turbidez chega ao filtro e quando o filtro opera mais rápido. Enquanto a carga está abaixo de 100 %, nada muda na saída. Acima disso, as partículas começam a passar e a turbidez filtrada sobe depressa; no modelo, é cerca de 13 vezes maior em 130 %. Os operadores acompanham a perda de carga e a turbidez filtrada e fazem a lavagem antes que isso aconteça, empurrando ar e água de baixo para cima pelo leito, que se ergue e leva a sujeira para as calhas.

Três micróbios, três barreiras

A vista Desinfetar mostra por que as estações usam mais de uma barreira. As bactérias comuns morrem rápido no cloro. Os vírus exigem mais: as normas dos EUA contam 4 log de inativação de vírus com um CT de 6 mg·min/L a 10 °C. Os oocistos de Cryptosporidium têm uma parede que as doses normais de cloro mal atingem, por isso são removidos principalmente pela coagulação e pela filtração e inativados pela UV, que precisa de cerca de 22 mJ/cm² para 4 log.

O pH também muda o cloro. O cloro livre é uma mistura de ácido hipocloroso (HOCl, pontos verdes) e íon hipoclorito (OCl⁻, pontos azul-claros). A proporção depende do pH, com metade de cada um em cerca de pH 7,5: em pH 7, cerca de 78 % é HOCl; em pH 8,5, só cerca de 10 %. O HOCl é de longe o desinfetante mais forte, então no modelo o mesmo cloro mata os vírus bem mais devagar em água alcalina. Em pH 8,5 e 0,8 mg/L, a inativação de vírus cai de 6 log ou mais para cerca de 1,3; elevar a dose para 2,0 mg/L a traz de volta acima de 4 log, e o mesmo faz voltar o pH a 7.

A última linha do painel dá os log de desinfecção para bactérias, vírus e Cryptosporidium. O valor da estação inteira que os desafios usam para o Cryptosporidium soma a remoção pela decantação e pela filtração, que o modelo liga à remoção de turbidez.

Um dia da sua água

Seul forneceu em média 3.084.211 m³ de água por dia em 2025, 307 litros por pessoa, contando lojas e escritórios além das residências. A estação modelo produz 100.000 m³ por dia, cerca de 1157 litros por segundo, então 307 litros levam cerca de um quarto de segundo, e o seu dia de água atenderia cerca de 326.000 pessoas nesse ritmo. Ao preço residencial médio de Seul, de 600,5 won por m³ em 2025, um litro de água da torneira custa cerca de 0,6 won, antes das tarifas de esgoto.

O que o modelo deixa de fora

A estação é desenhada em pequena escala, e as partes não guardam proporção entre si. Um decantador real tem de 50 a 100 metros de comprimento e vários metros de profundidade, e uma estação de porte médio tem uma dúzia ou mais de células de filtro. Os tamanhos de partícula na tela seguem o logaritmo do tamanho real, porque um grão de 2 µm e um floco de 120 µm não poderiam ser vistos juntos em escala real.

Os cálculos são simplificados de propósito. A água de rio real carrega uma ampla variedade de tamanhos de partícula, não um só, e o crescimento dos flocos depende da energia de mistura, da temperatura, do pH e da química da água, não apenas da dose. Os decantadores reais não são ideais; correntes e vento reduzem seu desempenho. A remoção nos filtros e as contagens de bactérias são valores de exemplo escolhidos para mostrar a tendência. O recrescimento nos canos é uma caricatura de um risco real, não uma medição. As estações também ajustam o pH, às vezes acrescentam uma etapa de pré-cloração e lidam com o lodo, que o modelo mostra apenas como uma camada marrom no fundo do decantador.

Os controles mais novos se apoiam em outros valores do modelo: a melhor dose cresce como (turbidez / 10 NTU)^0,45, a faixa de pH é uma curva em sino centrada em pH 7 com largura de 1,5 unidade, a remoção no filtro varia com a raiz quadrada de 5 m/h sobre a taxa de filtração, a carga do filtro sobe com a potência 0,4 da turbidez decantada e a passagem de partículas cresce 40 vezes mais rápido que a sobrecarga, o ozônio acrescenta 1 log para bactérias, 2 para vírus e 0,5 para Cryptosporidium, a UV é fixada em 40 mJ/cm², e vírus e oocistos seguem metade e nove décimos do log de remoção de turbidez ao longo da estação. As linhas de cheiro sobre o copo começam em 1,0 mg/L na torneira, um limiar do modelo: a OMS observa que algumas pessoas sentem o gosto do cloro em níveis tão baixos quanto 0,3 mg/L, e o limite de 4,0 mg/L está muito acima disso. As vistas ampliadas não seguem uma única escala: cada legenda informa a sua.

Exemplo resolvido: dimensionar uma estação que produz 100.000 m³ por dia

A exposição dá taxas e profundidades, mas não o tamanho dos tanques. Eis um dimensionamento aproximado para a estação de uma cidade de porte médio, com 100.000 m³ de água por dia. A vazão é uma suposição, e o número de tanques também; as taxas são as usadas no modelo.

• Vazão. 100.000 m³/dia são 4167 m³/h, ou 1,16 m³/s.
• Decantador. Com uma taxa de escoamento superficial de 1,5 m/h, a área total da superfície é 4167 ÷ 1,5 = 2778 m². Com 3,5 m de profundidade, são 9722 m³, e a água fica 9722 ÷ 4167 = 2,3 horas, o valor mostrado na exposição. Na prática, essa área é dividida em vários decantadores, para que um possa ser esvaziado para limpeza.
• E se a vazão dobrar? Num dia de tempestade, uma estação pode ter de passar o dobro de água pelos mesmos decantadores. A taxa de escoamento superficial passa a 3,0 m/h. Os flocos de 25 mg/L afundam a 1,76 m/h, então a regra do decantador ideal diz que só 1,76 ÷ 3,0 = 59 % deles são retidos, e a água fica 1,2 hora em vez de 2,3. Os filtros recebem então uma carga de flocos bem maior, e por isso os operadores reduzem a vazão ou aumentam a dose quando o rio fica barrento.
• Coagulante. 25 mg/L são 25 g por m³, então 100.000 m³ pedem 2500 kg de produto por dia, um pouco mais de 100 kg por hora. A melhor dose é achada com um ensaio de jarros e muda a cada tempestade, então a vazão da bomba é ajustada com frequência.
• Filtros. Na taxa mínima de filtração rápida, 5 m/h, a área de filtração é 4167 ÷ 5 = 833 m². Uma estação não pode lavar todas as células ao mesmo tempo. Com 12 células de 70 m² cada, no pior caso uma célula está sempre fora para lavagem, sobrando 11 × 70 = 770 m², e a taxa nas demais sobe para 4167 ÷ 770 = 5,4 m/h.
• Tanque de contato. Se as chicanas dão T10 = 30 minutos e são boas o bastante para que o T10 seja metade do tempo médio de residência (suposição), o tanque precisa reter 60 minutos de vazão, 4167 m³. Um tanque sem chicanas teria um T10 muito abaixo do seu tempo médio e precisaria ser bem maior para o mesmo CT.
• Cloro. Uma dose de 1,0 mg/L é 1,0 g por m³, ou seja, 100 kg de cloro por dia, dos quais a demanda de cloro de 0,3 mg/L consome 30 kg de imediato.

A última linha é a que as pessoas esquecem ao ver CT = 21 mg·min/L. O CT depende da temperatura. Em seu guia de perfilamento, a EPA dos EUA lista um CT de 127,9 min·mg/L para 3 log de inativação de Giardia a 6 °C, pH 6,7 e 1,0 mg/L de cloro. Se o mesmo tanque de contato operasse com um rio de inverno, os 21 mg·min/L deste exemplo seriam cerca de 16 % do que essa tabela pede. No frio, a estação tem de aumentar o residual, alongar o tempo de contato ou usar outra barreira.

Cloro, ozônio, UV e membranas comparados

Cada barreira é boa em algo e fraca em outra coisa, e por isso uma estação de água superficial empilha várias delas.

Os números da UV mostram o padrão. A tabela de doses de UV da EPA dá 12 mJ/cm² para 3 log (99,9 %) de inativação de Cryptosporidium e 11 mJ/cm² para Giardia, mas 143 mJ/cm² para 3 log de inativação de vírus, quase doze vezes mais. Uma dose em mJ/cm² é a intensidade da lâmpada em mW/cm² vezes os segundos de exposição, então um reator que dá 2 mW/cm² por 6 segundos entrega 12 mJ/cm². É por isso que o guia de UV da EPA diz que uma estação pode usar UV contra os protozoários e cloro contra os vírus, com o cloro acrescentado depois da UV.

Os desinfetantes também reagem com a matéria orgânica da água e formam subprodutos. A EPA limita os trialometanos totais a 0,080 mg/L e cinco ácidos haloacéticos a 0,060 mg/L, e fixa um residual máximo de 4,0 mg/L para o cloro e para as cloraminas. Os limites de subprodutos são um dos motivos pelos quais as estações removem a matéria orgânica com coagulação e carvão antes de acrescentar cloro, em vez de simplesmente pôr mais.

Quatro casos reais

Soho, Londres, 1854. Em setembro de 1854, cerca de 600 pessoas morreram de cólera em uma semana ao redor da Broad Street. A crença dominante era que a cólera viajava no ar fétido. John Snow mapeou os casos e argumentou que a água da bomba da Broad Street levava a doença; a alavanca da bomba foi retirada e a epidemia acabou, embora já estivesse em queda porque as pessoas deixavam a região. Snow também comparou casas abastecidas por duas companhias de água, uma que captava num trecho do Tâmisa poluído por esgoto e outra mais a montante. O caso é ensinado porque mostra que a pergunta "de onde veio esta água?" pode ser respondida com um mapa e uma contagem, numa época em que a teoria dos germes ainda era uma visão minoritária e não comprovada.

Jersey City, 1908. A filtração do início dos anos 1900 reduziu a turbidez, mas a história do tratamento de água potável da EPA diz que desinfetantes como o cloro foram o que mais contribuiu para reduzir os surtos de doenças transmitidas pela água naqueles anos. Jersey City, em Nova Jersey, usou o cloro como desinfetante primário pela primeira vez em 1908. É essa a prática por trás do controle de dose de cloro.

Flint, Michigan, 2014 a 2015. Em abril de 2014, a cidade mudou sua fonte para o rio Flint, e uma estação que não operava plenamente havia quase 50 anos teve de tratá-lo. Uma revisão científica da crise, revisada por pares, observa que a companhia não tinha plano de controle de corrosão e que não havia sido feito teste-piloto nem estudo de corrosão suficientes antes da troca. Em 2015, Marc Edwards e colegas coletaram amostras em 120 casas: 20 % estavam acima do nível de ação para chumbo, de 15 µg/L, e o percentil 90 era de 30 µg/L. A água foi tratada como qualquer outra água de rio. O que faltou foi o controle de corrosão, a química que impede que canos antigos de chumbo soltem chumbo na água. A cidade voltou ao fornecedor anterior em 16 de outubro de 2015. A exposição para na torneira, mas este caso mostra que o trabalho de uma estação continua nos canos.

Cidades coreanas, tratamento avançado. A Incheon Waterworks Headquarters diz que começou a converter suas estações para o tratamento avançado (oxidação por ozônio mais carvão ativado granular) com a estação de Bupyeong em 2016, concluiu a de Gongchon em 2021 e planeja concluir a de Susan até 2026. Ela observa também que o Ministério do Meio Ambiente incluiu larvas de quironomídeos (mosquitos-pólvora) entre os itens de monitoramento da água potável em outubro de 2023, porque leitos de carvão ativado mal conservados podem ser colonizados por elas. O tratamento avançado resolve o problema de gosto e cheiro e traz seu próprio trabalho de manutenção.

Números de qualidade da água de três fontes

Os três conjuntos de números foram escritos para fins diferentes. A OMS publica valores de referência para os governos adaptarem. A EPA escreve limites legais (MCL) e técnicas de tratamento (TT). A Coreia fixa limites em portarias. Nem sempre são a mesma grandeza, então compare com cuidado.

O modelo traça no gráfico apenas as linhas de turbidez e de cloro, porque são as grandezas que os três controles alteram.

Equívocos comuns

• "Mais coagulante sempre clareia mais a água." A curva do ensaio de jarros diz o contrário. No modelo, 60 mg/L dão flocos de 72 µm que afundam a 0,95 m/h e deixam 0,80 NTU depois dos filtros, pior que os 0,050 NTU de 25 mg/L.
• "Água clara é água segura." A turbidez mede quanta luz as partículas espalham. Um copo pode estar cristalino e ainda conter chumbo dissolvido ou micróbios pequenos demais para espalhar muita luz. É por isso que o gráfico mostra bactérias e turbidez em linhas separadas, e que as amostras de Flint foram medidas pelo chumbo, não pela clareza.
• "Um filtro é uma peneira fina." Os poros são muito maiores que a maioria das partículas que ele remove. Os grãos as retêm por contato no fundo do leito, e por isso um filtro funciona melhor depois da coagulação.
• "O cloro mata tudo." A OMS observa que o cloro não é eficaz contra oocistos de Cryptosporidium. As estações contam com a filtração, e às vezes com UV ou ozônio, para esses casos.
• "A água está boa assim que sai da estação." O residual na torneira, 0,27 mg/L no padrão do modelo, existe porque os canos também fazem parte do sistema.

Experimente na tela

1. Ponha a Dose de coagulante em 0. O microscópio mostra grãos separados, e o gráfico termina em cerca de 5,0 NTU depois dos filtros, dez vezes acima do limite de 0,5 NTU.
2. Aumente a dose devagar até o valor depois dos filtros cair pela primeira vez abaixo de 0,3 NTU. A tabela acima diz que isso acontece entre 10 e 25 mg/L.
3. Leve a dose a 60. Os flocos encolhem para 72 µm e o resultado piora. Volte a 25.
4. Com a dose em 25, reduza o Tamanho dos grãos de argila para 0,5 µm. O decantador retém só 7 % da turbidez.
5. Desligue Ozônio e carvão e veja a água seguir pelo cano de desvio. Ligue de novo.
6. Ligue a Lavagem contracorrente e olhe a célula da direita enquanto as calhas se enchem.
7. Ponha a Dose de cloro em 0,5 mg/L e acompanhe o último ponto do gráfico de bactérias. Com 0,6 mg/L ele passa por pouco, com 0,5 mg/L falha.
8. Ligue Ver por dentro no tanque de contato e siga as chicanas com A gota. Use Nomes das partes se perder o fio.
9. Aperte Flocos na barra do palco, ponha a dose em 0 e depois de volta em 25, e veja os grãos se juntarem em flocos. Depois leve o pH a 6 e a 8,5.
10. Ponha a Turbidez do rio em 300 NTU e aperte Decantar. Aumente a dose até o painel voltar aos limites e então tente a Taxa de filtração em 8 m/h.
11. Em Filtro, deixe o palco rodando e veja a Carga do filtro subir. Faça a lavagem antes que chegue a 100 %.
12. Em Desinfetar, ponha o pH em 8,5: os pontos verdes dão lugar aos azul-claros e menos vírus ficam cinza. Depois ligue a Luz UV e veja os oocistos laranja.
13. Em Experimente, inicie os desafios; o selo no palco conta os resolvidos. Minha água transforma o seu uso diário de água em segundos de operação da estação.