No desafiador universo do tratamento de águas e efluentes industriais, compreender e controlar parâmetros como pH e alcalinidade são importantes para garantir eficiência operacional e conformidade ambiental. Esses dois indicadores refletem na qualidade da água e impactam diretamente os processos industriais. Mesmo estando relacionados, representam aspectos distintos da química da água.
O pH é uma medida que indica acidez, neutralidade ou basicidade, variando numa escala de 0 a 14. A alcalinidade refere-se à capacidade da água de neutralizar ácidos, atuando como um tampão que ajuda a manter o pH estável.
Amostras que apresentam alcalinidade baixa têm capacidade reduzida de tamponamento, resultaltando em alterações rápidas de pH, quando um ácido é introduzido. Amostras com alta alcalinidade possuem uma capacidade significativamente maior de tamponamento, o que as torna menos suscetíveis a mudanças no pH quando expostas a ácidos. Para alterar o pH de uma amostra com alta alcalinidade, é necessário adicionar uma quantidade muito maior de ácido em comparação com uma amostra de baixa alcalinidade.
pH
Conceito pH é a medida que indica a acidez ou basicidade de uma solução aquosa. A sigla pH significa “potencial hidrogeniônico” ou “potencial de hidrogênio”. Esta escala é logarítmica e varia de 0 a 14, sendo 7 considerado neutro.
- < 7,0 indicam soluções ácidas, onde há uma concentração maior de íons de hidrogênio (H+) em relação aos íons hidroxila (OH-).
- = 7,0 é neutro, indicando uma solução onde a concentração de íons de hidrogênio é igual à concentração de íons hidroxila.
- > 7,0 indicam soluções básicas ou alcalinas, onde há uma concentração maior de íons hidroxila em relação aos íons de hidrogênio.
É calcula pela expressão: pH = – log [H+]
Utilização e importância no tratamento de águas e efluentes:
- Monitoramento e Controle de Processos em estações de tratamento de água e efluentes. Isso inclui etapas como coagulação, floculação, sedimentação, filtração e desinfecção. Manter o pH adequado em cada etapa garante a eficiência na remoção de contaminantes e na obtenção de água tratada de qualidade.
- Tratamentos Químicos e Biológicos: tem influência direta na eficácia dos tratamentos. Como no tratamento biológico de efluentes, pHs específicos são mantidos para otimizar a atividade de microrganismos responsáveis pela degradação de poluentes orgânicos.
- Prevenção de Corrosão e Formação de Incrustações: Manter o pH dentro de faixas adequadas ajuda a controlar a corrosão e a formação de incrustações em tubulações, equipamentos e sistemas de distribuição de água. pHs extremos podem acelerar a corrosão ou promover a formação de depósitos sólidos que reduzem a eficiência dos processos.
- Conformidade Ambiental e Proteção da Saúde Pública: O monitoramento regular do pH é essencial para garantir a conformidade com regulamentações ambientais que estabelecem limites para descargas de efluentes.
Alcalinidade
A alcalinidade é expressa em ppm de CaCO3, definido como a quantidade de íons presentes na água que neutralizarão os íons hidrogênio, indicando a capacidade da água de resistir às alterações de pH (efeito tampão). Os principais componentes da alcalinidade são os sais do ácido carbônico, são eles: bicarbonatos e carbonatos, e os hidróxidos.
- Bicarbonatos (HCO3⁻): são uma das formas mais comuns de alcalinidade na água, formados pela dissolução do dióxido de carbono (CO2), que reage com íons de carbonato (CO3²⁻) para formar bicarbonatos.
- Carbonatos (CO3²⁻): Os carbonatos também contribuem significativamente para a alcalinidade da água. Podem existir em águas onde ocorrem florações de algas.
- Hidróxidos (OH⁻): os hidróxidos são menos comuns que os carbonatos e bicarbonatos. A principal fonte de alcalinidade de hidróxidos em águas naturais decorre da descarga de efluentes de indústrias, onde se empregam bases fortes como soda cáustica e cal hidratada.
A quantidade e o tipo de alcalinidade presentes na água podem variar amplamente dependendo da geologia local, das atividades humanas (como descargas industriais) e das condições naturais da água. Ela contribui significativamente para a estabilidade do pH e, consequentemente, para a saúde dos organismos aquáticos. A sua manutenção adequada ajuda a prevenir variações drásticas de pH, que podem prejudicar tanto os processos de tratamento quanto os ecossistemas aquáticos.
Investir no monitoramento e conhecer as concentrações de alcalinidade e os valores de pH, é ideal para otimizar o tratamento e reduzir o tempo e os materiais gastos.
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