O papel importante do pH no tratamento da água

A manutenção do nível de pH correto é essencial nos sistemas de tratamento de água potável e de águas residuais para otimizar a eficiência, proteger o equipamento e salvaguardar o ambiente e a saúde pública.

Os sistemas de tratamento de água potável e de águas residuais desempenham um papel crucial na garantia de comunidades e ecossistemas saudáveis. Um parâmetro-chave que influencia significativamente a eficiência e o desempenho destes sistemas de tratamento é o nível de pH da água tratada. O nível de pH afecta tanto as propriedades químicas como físicas da água, influenciando assim o comportamento dos poluentes e os processos de tratamento.

Os operadores devem ter um conhecimento profundo da forma como o pH influencia os processos de tratamento para garantir que estes sistemas funcionam como previsto e para evitar potenciais danos no equipamento, nas pessoas e no ambiente.

Compreender o pH

Uma definição simples é que mede o grau de acidez ou de basicidade de uma solução.

Uma definição mais científica é que indica a concentração de iões de hidrogénio num líquido. Enquanto um pH baixo indica uma concentração mais elevada de hidrogénio, um pH elevado indica uma concentração mais baixa.

Para quem tem conhecimentos de química, é possível calcular o pH de qualquer substância através do cálculo: pH = - log[H+].

PH na água

O pH da água é uma medida da sua acidez ou alcalinidade e é definido numa escala logarítmica 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 do pH são normais, mas geralmente devem ser limitadas a um valor entre 6,3 e 7,6. Quando o pH se move acima ou abaixo dos níveis desejados, os operadores podem ter de adicionar produtos químicos para repor os níveis dentro do intervalo aceitável.

A água ácida pode ser ajustada, por exemplo, através da adição de hidróxido de sódio utilizando uma bomba doseadora de produtos químicos (Figura 1).

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

Figura 1: Bombas doseadoras para produtos químicos (https://prodos.es/producto/bombas-dosificadoras-peristalticas-seko-kronos-50-y-65/). As bombas doseadoras peristálticas são excelentes para a dosagem de uma vasta gama de produtos químicos.

Processos afectados pelo pH

Coagulação e floculação

Em grandes estações de tratamento de água, a coagulação e a floculação são etapas fundamentais do tratamento. A manutenção do pH dentro de um intervalo específico (normalmente entre 6 e 8) ajuda a otimizar o desempenho do coagulante e favorece a formação de flocos maiores e sedimentáveis. Os desvios do intervalo ótimo de pH podem levar a uma floculação incompleta, a uma sedimentação deficiente e a uma redução da eficiência dos processos de filtração subsequentes.

Desinfeção

A desinfeção é um passo crucial no tratamento da água que remove os microrganismos nocivos para garantir a segurança do abastecimento de água. Os desinfectantes à base de cloro funcionam mais eficazmente com valores de pH entre 5,5 e 7,6. O nível de pH deve ser cuidadosamente monitorizado e ajustado para garantir uma desinfeção adequada e para impedir o crescimento de germes e evitar a formação de subprodutos da desinfeção, como os trihalometanos (THM), que são mais susceptíveis de se formarem a níveis de pH mais elevados.

Recolha 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 este motivo, muitas indústrias são obrigadas a tratar as suas águas residuais antes da descarga, incluindo o ajuste do pH. Quando a água é demasiado ácida, pode levar à corrosão dos componentes dos sistemas de bombagem e distribuição. Por outro lado, a incrustação ocorre quando a água tem um pH elevado e contém níveis elevados de minerais como o cálcio e o magnésio, causando a sua deposição em tubos e acessórios.

Processos biológicos

Os processos biológicos, como o tratamento por lamas activadas ou a filtração biológica, são utilizados em sistemas de tratamento de águas residuais para remover matéria orgânica e nutrientes. O nível de pH influencia a atividade e o crescimento dos microrganismos envolvidos nestes processos. Diferentes microrganismos desenvolvem-se em diferentes gamas de pH, e manter as condições de pH correctas é crucial para a estabilidade e eficiência dos sistemas de tratamento biológico.

Agricultura

Na agricultura, o pH está intimamente ligado à biodisponibilidade de certos nutrientes. A biodisponibilidade significa que alguns nutrientes podem estar presentes no solo mas não estarem disponíveis para as plantas se o pH variar para além de um determinado intervalo.

Como medir e ajustar o pH

Os operadores podem medir o pH com qualquer sonda em linha ou, para uma análise e recolha de dados mais abrangentes, com um analisador de água (Figura 2), concebido para medir os níveis de pH.

Quando os níveis de pH precisam de ser ajustados, muitas instalações optam pelo tratamento químico utilizando bombas doseadoras de produtos químicos. Os projectistas e operadores de sistemas devem ter o cuidado de escolher a bomba correcta para o produto químico a ser doseado. Isto inclui a escolha dos materiais correctos para os componentes da bomba, incluindo válvulas, vedantes e tubos/mangueiras da bomba. Estes devem ser compatíveis com líquidos ácidos ou básicos, consoante o tipo de produto a utilizar.

Figura 2: Analisador Chemitec da série 30 (ligação à loja) fornece medições precisas em tempo real, visualização e registo de dados de pH e temperatura.

As bombas de dosagem química da série Tekba-R da Seko (https://prodos.es/producto/seko-tekba-r-emg/) proporcionam uma dosagem química suave e precisa graças à regulação mecânica do comprimento do curso. Foram concebidas para as aplicações industriais mais exigentes graças à sua construção robusta. Dispõe também de vários modos de regulação do doseamento: manual, proporcional à entrada analógica ou digital, temporizado e proporcional a ppm.

Por outro lado, os operadores devem estar muito atentos ao tipo de ácido ou base utilizado para ajustar o pH. Por exemplo, o ácido sulfúrico pode reduzir 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.

Finalmente, é essencial escolher uma sonda de pH adequada (Figura 3). Em função das condições de utilização (como o tipo de produto a dosear, a temperatura, a pressão ou a condutividade), existem vários tipos de sondas de pH disponíveis no mercado (https://prodos.es/producto/sonda-electrodo-de-ph/). Por exemplo, existem sondas com corpo de policarbonato ou de vidro, com membrana simples ou dupla, resistentes a altas temperaturas, resistentes ao ácido fluorídrico, etc.

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

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