No Brasil é muito comum a água subterrânea apresentar Ferro e Manganês solubilizados de forma natural. Esta concentração está diretamente relacionada à geologia da região – nas zonas de recarga do lençol freático, quando a água infiltra no solo ela solubiliza os metais presente naquele solo, sendo eles o Ferro e Manganês.
A Portaria Nº 2914/2011 do Ministério da Saúde limita a concentração de Ferro e Manganês em água de potável de 0,3 e 0,1 mg/L, respectivamente. Para o consumo da água a limitação está associada principalmente ao aspecto da água (cor avermelhada e escurecida); já para água industrial o prejuízo pode ser ainda maior, como por exemplo: obstruções de tubulações e equipamentos.

Watercel SFM
Uma alternativa para o tratamento destas águas são as mídias granulares ativadas para adsorção do Ferro e Manganês solúvel, e filtração do Ferro e Manganês particulado. Para esta aplicação a Celta Brasil apresenta o Watercel SFM.
O Watercel SFM é uma mídia granular para remoção de Ferro e Manganês presentes na água ou efluente, com alta capacidade de remoção. O produto é uma areia de quartzo recoberta com uma camada de óxido de manganês, a qual possibilita a adsorção dos metais.
O esquema ao lado exemplifica, de forma simplificada, este funcionamento. O ferro e o manganês particulados (representados pelas esferas vermelhas) são removidos por barreira física; o ferro e o manganês particulado (representados pelas esferas brancas) são removidos por adsorção. A água percola pelos espaços vazios entre os grãos da mídia.

Estudo de caso
O estudo a seguir apresenta dados reais de um uma empresa localizada no interior de São Paulo, a qual possui um poço artesiano com os seguintes dados:

O processo de tratamento de água envolve 4 etapas: 1) Bombeamento; 2) Adição de produtos químicos; 3) Oxidação e decantação; 4) Filtração.
Ao lado segue uma foto e explicação dos processos da ETA.
O sistema proposto apresentava ineficiência na remoção do Ferro. Foi feito o ensaio de tratabilidade utilizando um sistema piloto, para aferir os dados de operação.

Em sistemas com alta concentração de Ferro e Manganês é necessário tratar a água como a configuração deste sistema, pois dará uma maior segurança no tratamento. O tanque de oxidação / decantação além de reduzir a concentração de Ferro que será direcionada pelo filtro com Watercel SFM, retém possíveis variações da concentração de Fe na água.
Outro ponto importante é a utilização dos químicos para correção do pH e oxidação da água. Nesta ETA é utilizado Hipoclorito de Sódio (para oxidação do Ferro) e Hidróxido de Sódio (para elevação do pH).
Os dados de operação do filtro são:

Este sistema inicialmente apresentava problemas operacionais devido à falta de controle operacional, validade dos químicos utilizados (longa exposição ao tempo), má regulagem de vazão de trabalho e retrolavagem (principalmente).
Um sistema com uma oxidação / decantação ineficiente sobrecarrega a operação da mídia para remoção de Ferro, pois é enviado para o filtro uma alta quantidade de ferro (solúvel e insolúvel) acima dos valores projetados.
Abaixo segue imagens das águas com o sistema operando de forma ineficiente e com o sistema regulado. Note que a turbidez e quantidade de sólidos presentes na água foi reduzido.

Trabalhar no pH correto para remoção de ferro acelera o processo de adsorção e possibilita a transformação do ferro Fe²⁺(solúvel) para Fe³⁺(particulado). A oxidação possui duas funções importantes: 1) Oxidar o ferro presente na água; 2) regenerar a mídia, oxidando o ferro adsorvido na superfície do Watercel SFM.
Outro fator importante é a retrolavagem do sistema, devendo ser realizada na vazão projetada, pela periodicidade correta, no tempo determinado.

A tabela acima é possível avaliar os dados de pH e concentração de Ferro Total presente nas etapas do processo Antes da correção do processo, após a correção do processo, e em visita à ETA após 3 meses da correção do processo.

Conclusões do trabalho
• O sistema de oxidação / decantação, respondeu com sucesso após o ajuste adequado de vazão e alteração do sistema de distribuição de água, agora este é capaz de remover cerca de 60 a 70% do Ferro total da água bruta, similar o executado no ensaio de tratabilidade;
• Após correções, o sistema está apto a operar, pois foi possível obter concentração de Ferro ? 0,3 mg/L e pH entre 6,0 a 9,0 conforme exigência da Portaria Nº 2914/2011 do Ministério da Saúde. Vale ressaltar que a 4ª amostra filtrada, foi coletada já na entrada da caixa da água, após a limpeza e esgotamento prévio da linha. Lembrando que a caixa d’água não foi alimentanda em momento algum com a água tratada, pois o teste de bombeamento ocorreu por cerca de 30 minutos efetuado o descarte total da mesma.