Tecnologias de Tratamento de Água, Esgotos e Efluentes Industriais

TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA ESGOTOS E EFLUENTES INDUSTRIAIS Profs Cristina Ap V B de Sales Oliveira e Cristiano A de Carvalho 2 SUMÁRIO 1 QUALIDADE DA AGUA 3 2 SISTEMAS DE TRATAMENTO DE AGUA 28 3 SISTEMAS DE TRATAMENTO AVANÇADOS DE AGUA 39 4 SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ESGOTOS 60 5 SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO 93 6 REÚSO DE ÁGUA 117 3 1 QUALIDADE DA AGUA Olá aluno Neste bloco serão apresentados alguns conceitos relacionados à qualidade e distribuição de água no planeta como também os principais parâmetros à qualidade da água estabelecidos pelas resoluções normativas Serão também apresentadas as principais formas de poluição hídrica e a necessidade de tratamento de água e efluentes baseada na Lei Nacional de Saneamento Básico Ao concluir a disciplina você poderá aplicar os conceitos aprendidos para atuar em diversos segmentos como por exemplo estações de tratamento de água e efluentes gestão de recursos hídricos segmentos industriais que necessitam de fornecimento de água de qualidade aos seus processos e todos os segmentos industriais e comerciais que precisam se adequar à legislação aplicada ao lançamento de efluentes em recursos hídricos Bons estudos 11 Características da Água Recurso natural que compõe cerca de 60 do corpo humano a água é o fluido celular cujo papel é a troca de calor e transporte de oxigênio nutrientes dentre outros elementos essenciais através da corrente sanguínea Também tem aplicação em diversos processos industriais e agrícolas além de ser considerada a base para manutenção da vida na superfície da Terra Segundo Telles 2010 a distribuição de água no planeta não é realizada de forma igualitária na superfície terrestre sendo que 975 representam a quantidade de água salgada e 25 de água doce esta última está distribuída da seguinte maneira 689 em calotas polares 299 em águas subterrâneas 03 em águas superficiais águas doces de rios e lagos e 09 em outros reservatórios 4 Além de apresentar implicações ambientais importantes a exploração da água reservada em calotas polares apresenta elevado dispêndio financeiro uma vez que está localizada longe dos centros consumidores O uso de águas subterrâneas também é limitado por fatores econômicos e ambientais Dessa forma as águas distribuídas na superfície da Terra são as opções economicamente viáveis para abastecimento urbano e uso agrícola e industrial devido principalmente à facilidade de extração O uso intensivo e desigual da água tem ocasionado diversos problemas de escassez hídrica ocasionada pelo aumento populacional concentração populacional em áreas de menor disponibilidade hídrica poluição ambiental e alterações climáticas especialmente em regiões de maior vulnerabilidade a mudanças Estudos indicam que o consumo de água está diretamente relacionado às condições socioeconômicas da população em que se observa maior desperdício do recurso em regiões mais desenvolvidas e com maior disponibilidade hídrica Embora haja problemas relacionados à quantidade de água escassez hídrica períodos de estiagens e cheias persiste um problema relacionado à qualidade dos recursos hídricos especialmente das águas superficiais Nesse sentido diversos fatores têm comprometido a qualidade dessas águas Dentre eles podemos citar Urbanização desordenada Uso e ocupação inadequados do solo Desmatamento que proporciona uma alteração no ciclo hidrológico Uso agrícola intensivo Coleta e tratamento ineficientes de efluentes domésticos e industriais Poluição industrial Lançamento de esgotos clandestinos em recursos hídricos Falha no sistema de distribuição de água tratada que contribui para o desperdício de água Falta de conscientização de que a água é um bem finito e de importante valor econômico Descarte inadequado de resíduos sólidos e industriais 5 A agricultura é o setor que demanda maior quantidade de água em comparação aos setores industrial e doméstico sendo utilizada principalmente na irrigação É também o setor que mais contribui para a degradação da qualidade e quantidade dos recursos hídricos devido principalmente ao desperdício ocasionado muitas vezes pela falta de manutenção dos sistemas de irrigação falta de conscientização e contaminação de água e do solo através do uso de defensivos agrícolas Com isso a qualidade da água está diretamente relacionada à sua aplicação Assim dependendo do uso previsto fazse necessário atender a padrões mínimos de qualidade sendo muitas vezes associados a tratamentos prévios Ela pode ser encontrada nos três estados sólido líquido e gasoso sendo que em condições normais de temperatura e pressão CNTP apresentase no estado líquido Sua densidade varia em função da temperatura substâncias dissolvidas e pressão No estado líquido a água atinge sua máxima densidade a 4C variando o valor em torno de 1000kgm3 A densidade de uma substância representa a quantidade de massa em uma unidade de volume gcm3 sendo a da água inversamente proporcional à temperatura A densidade da água líquida é menor a 100C quando está prestes a passar para o estado de vapor e a presença de sais dissolvidos também altera a densidade da água portanto de acordo com Braga 2005 a do mar é maior em relação à água pura nas CNTP ficando em torno de 2 Em estado sólido congelada a água dilata e portanto aumenta seu volume que acarreta na diminuição da densidade e consequentemente o gelo tornase menos denso que a água líquida e flutue Este comportamento tem uma relação direta com a manutenção da vida em regiões de invernos rigorosos Nestas regiões quando a água dos rios congela a camada de gelo fica próxima à superfície ocasionando um isolamento no restante do recurso hídrico que permanece líquido garantindo a possibilidade de vida abaixo dessa camada 6 O calor específico da água é a quantidade que deve ser fornecida para que 1g de uma determinada substância tenha o acréscimo da temperatura em 1C A capacidade calorífica é dada pelo calor específico da substância dividido pela sua massa e é utilizado para relacionar a variação da energia interna com a temperatura Sua unidade representativa é dada por Jkg K ou calg C e representa a capacidade da substância absorver ou liberar calor A água é a substância que tem um calor específico elevado de forma que pode absorver ou liberar grandes quantidades com uma variação pequena na temperatura Ao se referir à qualidade da água a cor e a turbidez são parâmetros muito importantes pois interferem diretamente no processo de fotossíntese e na seleção e operacionalização do tratamento de água Formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio ela é considerada um solvente universal capaz de dissolver uma variedade significativa de substâncias orgânicas e inorgânicas Devido a sua capacidade em dissolver compostos tornase o destino final de muitos poluentes lançados nos recursos hídricos indevidamente ocasionando diversos problemas sanitários e ambientais O ponto de fusão representa a temperatura em que uma substância passa do estado sólido para o estado líquido e o ponto de ebulição se refere à temperatura em que uma substância líquida passa para o estado gasoso sob uma determinada pressão A água possui pontos de fusão e ebulição elevados se comparada às demais substâncias com características químicas similares pois depende das interações intermoleculares e do arranjo dos átomos ou moléculas A tensão superficial é uma propriedade das substâncias que caracteriza a energia necessária para aumentar a área superficial de um líquido fazendo com que a esta camada se comporte como uma membrana elástica As forças de coesão ligam as moléculas entre si e as de adesão a uma superfície Esta propriedade é causada pelas forças de coesão e adesão entre moléculas semelhantes e depende da variação da temperatura pois o aumento deste parâmetro reduz a eficiência das forças de atração ocasionando uma redução na tensão superficial 7 Uma importante característica que possibilita o desenvolvimento de vida é a presença de alguns gases dissolvidos na água além das reações químicas e biológicas A concentração de dióxido de carbono e oxigênio possibilitam o processo de fotossíntese e respiração Além disso os sais também contribuem para o fornecimento de nutrientes para organismos autótrofos O pH mede a alcalinidade e acidez que em condições normais a água pura a 25C é de 7 Quando em meio ácido o pH varia entre 0 a 7 e em meio básico entre 7 a 14 A importância do pH se deve à influência que uma variação neste parâmetro exerce sobre o equilíbrio de compostos químicos e das reações químicas e biológicas que ocorrem no meio 12 Parâmetros de qualidade da água Para avaliar a qualidade dos recursos hídricos é necessário determinar alguns parâmetros que segundo Braga 2005 podem ser divididos em físicos químicos e biológicos Muitos destes parâmetros indicadores de qualidade sinalizam impurezas quando superam limites preestabelecidos pela legislação vigente Tais parâmetros são bastante utilizados para caracterizar águas residuárias mananciais de abastecimento e de reúso bem como estabelecer tratamentos adequados aos recursos hídricos e efluentes Também comentados no item anterior seguem listados abaixo Cor característica que sinaliza a existência de substâncias em solução sólidos dissolvidos muitas vezes de origem orgânica A cor da água pode ser de origem natural através da decomposição de matéria orgânica e presença de ferro e manganês ou de origem antropogênica pela presença de resíduos industriais e efluentes domésticos Este parâmetro é muito utilizado na caracterização de águas de abastecimento e a unidade de medida é o uH Unidade Hazen Para valores inferiores a 5 uH não há a necessidade de coagulantes no processo de tratamento de água Para águas que apresentam cor superior a 25 uH há a necessidade de utilização de coagulantes seguidos por unidade de filtração 8 Turbidez indica a presença de diversas substâncias em suspensão na água Ela interfere na passagem da luz através da água influenciando o processo de fotossíntese As substâncias presentes na água podem ser de origem natural como por exemplo as partículas de rochas argila silte algas e microrganismos As substâncias naturais presentes na água não conferem inconvenientes sanitários diretos entretanto impacta esteticamente devido aos sólidos em suspensão principalmente Já as substâncias de origem antropogênicas como resíduos industriais efluentes domésticos organismos patogênicos erosão entre outros podem ocasionar influência na seleção do tipo de tratamento da água e de águas residuárias A unidade de medida da turbidez na água é dada pelo uT unidade de Turbidez conhecida também como unidade de Jackson ou nefelométrica As águas que apresentam nível de turbidez inferior a 20 uT podem ser direcionadas diretamente ao processo de filtração lenta enquanto que níveis de turbidez superiores a 50 uT requerem a etapa de coagulação química Sabor e Odor estes parâmetros estão relacionados à presença de sólidos em suspensão sólidos dissolvidos e gases dissolvidos na água As fontes naturais dessas substâncias são os microrganismos algas matéria orgânica em decomposição e gases dissolvidos e não representam riscos à saúde pública Entretanto podem ocasionar efeitos indesejados pela população uma vez que se a água não for inodora e insípida pode ser rejeitada para consumo humano Temperatura refere se à medida de intensidade de calor da água e influencia em algumas propriedades como densidade viscosidade oxigênio dissolvido entre outras As variações de temperatura das águas podem ser naturais transferência de calor por radiação condução eou convecção e antropogênicas através dos despejos de efluentes domésticos industriais e de torres de resfriamento 9 A unidade de medida mais usual da temperatura é em graus centígrados oC sendo este um parâmetro muito utilizado na caracterização de mananciais águas residuárias entre outros efluentes Quando há uma elevação na temperatura da água ocorre uma redução na solubilidade dos gases e um aumento na taxa de transferência de gases podendo ocasionar mau cheiro se houver liberação de gases que apresentem odores desagradáveis Esta elevação na temperatura também ocasiona um aumento na taxa de reações químicas e biológicas Este parâmetro deve ser analisado juntamente com o oxigênio dissolvido pois há uma relação direta entre eles A temperatura também é responsável pela eficácia das reações bioquímicas de degradação de poluentes PH o potencial hidrogeniônico pH quantifica a concentração de íons hidrogênio H presentes em uma determinada amostra sinalizando uma condição de acidez neutralidade ou alcalinidade ocasionada pela presença de sólidos eou gases dissolvidos O valor de referência do pH varia entre 0 e 14 sendo que quanto mais próximo de zero mais a solução analisada é acida próximo de 14 a solução é considerada básica e amostras com pH 7 são neutras É um parâmetro muito importante na operacionalização de sistemas de tratamento de água especialmente nas etapas de coagulação no processo de desinfeção para o controle da corrosão e remoção de dureza da água O pH baixo indica acidez da água o que pode provocar corrosão no sistema de tratamento e abastecimento Quando alto indica alcalinidade podendo ocasionar incrustações nas tubulações Valores de pH fora da neutralidade podem também ocasionar danos à fauna aquática e prejudicar o processo de tratamento biológico de efluentes uma vez que este é realizado por microrganismos muitas vezes sensíveis a variação deste parâmetro 10 Alcalinidade referese à capacidade de neutralizar ácidos Este parâmetro é influenciado pela presença de despejos industriais sem tratamento ou de forma natural através de rochas dissolvidas nas amostras de água reações do gás dióxido de carbono CO2 com água sendo que este gás pode ser proveniente da atmosfera ou de matéria orgânica em decomposição Este indicador não acarreta problemas de origem sanitária entretanto em altas concentrações pode conferir um gosto amargo à água A alcalinidade pode afetar a população de microrganismos responsáveis pelo tratamento biológico de esgotos e é utilizada na operação das estações de tratamento na etapa de coagulação e para medir o grau de incrustabilidade das tubulações A unidade para mensuração da alcalinidade é dada em mgL CaCO3 Acidez este parâmetro é influenciado pela presença de gás carbônico livre pH 45 82 proveniente principalmente pelos sólidos e gases dissolvidos CO2 e ácido sulfídrico H2S Os lançamentos de despejos industriais sem tratamento e a passagem de água por áreas de mineração podem colaborar para o aumento da acidez nas amostras de água Em relação aos aspectos sanitários não ocasiona prejuízos com exceção do gosto da água que pode ser alterado entretanto pode ocasionar danos às estruturas devido à corrosão das tubulações A unidade para mensuração da acidez é dada em mgL CaCO3 Os indicadores alcalinidade pH e acidez estão interrelacionados Dureza indica a presença de minerais na amostra de água sendo mais comuns os sais de cálcio e magnésio Este indicador não ocasiona prejuízos sanitários porém pode causar sabor desagradável além de diminuir a formação de espuma na água Como consequência deste último a população acaba utilizando maior quantidade de sabão ocasionando outros danos ecológicos A dureza é responsável por aumentar a incidência de incrustações nas tubulações e diminui a eficiência na transmissão de calor em caldeiras e em sistemas de refrigeração A unidade para mensuração da dureza da água é dada em mgL CaCO3 11 Ferro e Manganês esses elementos na forma insolúvel Fe3 e Mn4 presentes no solo conferem à água uma coloração indesejável O lançamento de efluentes industriais sem tratamento também pode intensificar a concentração destes elementos nas amostras de água Este indicador não ocasiona impactos sanitários porém é alvo de rejeição por parte da população devido à coloração que pode manchar roupas A unidade de medição destes parâmetros é mgL Nitrogênio este indicador pode ser apresentado em diferentes formas dentre elas a forma molecular como gás atmosférico N2 nitrogênio orgânico dissolvido ou em suspensão como amônia livre NH3 e ionizada NH4 nitrito NO2 e nitrato NO3 Este parâmetro é muito importante na caracterização das águas brutas e tratadas utilizadas para abastecimento humano Quando em excesso pode ocasionar problemas de eutrofização com a consequente proliferação de algas O nitrogênio também é muito utilizado por microrganismos em processos biológicos de tratamento de efluentes Este elemento na forma de amônia livre tem caráter tóxico à fauna aquática influenciando também algumas etapas do tratamento de esgoto no que diz respeito ao consumo de oxigênio no processo e na sedimentabilidade do lodo gerado A unidade de medição deste parâmetro é mgL Fósforo Este parâmetro assim como o nitrogênio também é utilizado para caracterizar a qualidade dos recursos hídricos O fósforo está presente nas águas na forma de ortofosfato fosfato polifosfato e fósforo orgânico provenientes de despejos domésticos e industriais detergentes fertilizantes e excretas de animais A presença em excesso de fósforo nas águas ocasiona o mesmo problema do nitrogênio a eutrofização pois tratase de um elemento indispensável ao desenvolvimento de algas Também é importante na operação de estações de tratamento de esgoto pois os microrganismos utilizados nestes processos utilizam esses nutrientes para seu desenvolvimento Para tanto é necessário um balanço de CNP carbono nitrogênio e fósforo A unidade de medição deste parâmetro é mgL 12 Oxigênio Dissolvido o oxigênio dissolvido OD é utilizado pelas bactérias em seus processos respiratórios para a estabilização de matéria orgânica Durante este processo pode haver redução da concentração de OD no recurso hídrico analisado Se a redução for significativa pode acarretar na morte de organismos superiores ou criar condições anaeróbias ausência total de oxigênio com possível proliferação de odores desagradáveis O fornecimento de oxigênio dissolvido na água tem origem na dissolução do oxigênio atmosférico e pode ser produzido através de organismos fotossintetizantes e através da aeração artificial A concentração de OD nos corpos dágua varia em função da altitude e temperatura sendo que ao nível do mar e a 20C apresenta concentração de saturação de 92 mgL Valores acima da referência de saturação indicam presença de algas e valores abaixo indicam presença de matéria orgânica Matéria orgânica este parâmetro está diretamente relacionado ao consumo de oxigênio dissolvido pelos microrganismos para a degradação da matéria orgânica caracterizada pela medição demanda bioquímica de oxigênio DBO demanda química de oxigênio DQO ou através do carbono orgânico carbono orgânico total COT A DBO e DQO são os métodos indiretos mais empregados na quantificação da matéria orgânica Ela tem sua origem principalmente em despejos domésticos e industriais e seus valores de referência para DBO em esgotos domésticos varia em torno de 300 mgL e a DQO em torno de 600mgL Para despejos industriais os valores são muito variados em função das características dos processos Poluentes inorgânicos referemse principalmente aos metais presentes na água dentre eles arsênio cádmio chumbo mercúrio e prata Os metais pesados possuem a característica de serem bioacumulativos dentro da cadeia alimentar ocasionando danos à saúde da população e ao meio ambiente quando em elevada concentração A biomagnificação é um processo que ocorre quando há acúmulo progressivo de substâncias de um nível trófico para outro ao longo da cadeia alimentar Assim os animais do topo da cadeia alimentar contêm maiores concentrações dessas substâncias do que animais de níveis tróficos inferiores 13 Metais pesados podem ser provenientes de despejos industriais atividades de mineração e agrícolas Quando em baixas concentrações servem de nutrientes para o desenvolvimento de alguns organismos quando em excesso possuem um caráter tóxico para a fauna e flora e influenciam significativamente os microrganismos que são empregados no tratamento biológico Como parâmetros biológicos os microrganismos têm o papel de decompor as matérias orgânica e inorgânica presentes nos corpos dágua Entretanto estão presentes nos recursos hídricos organismos patogênicos que são responsáveis pela transmissão de diversas doenças de veiculação hídrica Os coliformes fecais presentes principalmente nas fezes humanas são indicadores da presença de organismos patogênicos na água Este parâmetro sinaliza que o recurso hídrico em questão recebeu esgotos domésticos sem tratamento podendo causar diversos tipos de doenças Algas são organismos fotossintetizantes que utilizam os nutrientes lançados nos recursos hídricos para seu desenvolvimento Estes também são responsáveis pelo consumo de oxigênio dissolvido da água Quando em excesso colaboram para o processo de eutrofização acarretando em sabor e odor desagradáveis aumentando a toxicidade do meio e contribuindo para a elevação da turbidez e coloração da água As algas podem influenciar nos processos de tratamento de água além de causarem impacto visual aos recursos hídricos O Índice de Qualidade de Água IQA é um número adimensional que indica a qualidade da água para abastecimento uso industrial uso agrícola dentre outros fins O IQA é calculado a partir de diversos parâmetros físicos químicos e biológicos e dentre eles podemos citar coliformes fecais pH DBO nitrogênio total fósforo total temperatura oxigênio dissolvido resíduo total e turbidez Valores baixos de IQA sinalizam má qualidade da água muitas vezes impossibilitando seu uso para abastecimento humano entretanto segundo Braga 2005 esta pode ser aproveitada para uso menos nobre como por exemplo navegação ou geração de energia 14 O IQA é representado pela seguinte equação Onde n é o número de parâmetros utilizados no cálculo do índice qi é o valor do parâmetro i numa escala de 0 a 100 wi representa o peso atribuído ao parâmetro i analisado 13 Padrão de qualidade da água A qualidade da água é definida com base em um conjunto de características físicas químicas e biológicas em função da sua aplicação Com isso há um conjunto de requisitos necessários para atender a um padrão de qualidade da água desejável seja para consumo humano uso industrial ou agrícola lazer ou manutenção do equilíbrio ambiental Para tanto a água de boa qualidade deve atender aos seguintes critérios de potabilidade Organoléptica não possuir odor e sabor indesejáveis Física não apresentar cor e turbidez acima dos limites permitidos pela legislação Química não conter substâncias tóxicas ou nocivas Biológica não possuir microrganismos patogênicos Radioativa deve atender aos limites previstos na portaria 0361990 Para atendimento dos usos previstos é necessário enquadrar as águas em classes de forma a estabelecer critérios que deverão ser atendidos O Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA através da resolução 3572005 dispõe sobre a classificação dos corpos dágua e estabelece as diretrizes ambientais para o seu enquadramento Esta mesma resolução estabelece ainda as condições e padrões de lançamento de efluentes nos recursos hídricos O objetivo do enquadramento é assegurar às águas qualidade compatível com os usos mais exigentes a que forem destinadas bem como diminuir os custos de combate à poluição mediante ações preventivas permanentes 15 De acordo com essa normativa os padrões de qualidade de água estabelecem limites permissíveis para cada substância a ser analisada em função da classificação do corpo dágua A qualidade da água está diretamente relacionada ao tipo de uso ao qual se destina e os padrões de qualidade estão estabelecidos na resolução CONAMA 3572005 e nas suas modificações nas resoluções 410 de 2009 e 430 de 2011 De acordo com a Resolução CONAMA 3572005 as águas são divididas em doces salinas e salobras sendo a água doce de interesse ao abastecimento humano uso industrial e agrícola é subdividida em cinco classes conforme a seguir I Classe Especial águas destinadas a ao abastecimento doméstico sem prévia ou com simples desinfecção b à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas e c à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de proteção integral II Classe 1 águas que podem ser destinadas a ao abastecimento para consumo humano após tratamento simplificado b à proteção das comunidades aquáticas c à recreação de contato primário tais como natação esqui aquático e mergulho conforme Resolução CONAMA no 274 de 2000 d à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película e e à proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas III Classe 2 águas que podem ser destinadas a ao abastecimento para consumo humano após tratamento convencional b à proteção das comunidades aquáticas c à recreação de contato primário tais como natação esqui aquático e mergulho conforme Resolução CONAMA no 274 de 2000 d à irrigação de hortaliças plantas frutíferas e de parques jardins campos de esporte e lazer com os quais o público possa vir a ter contato direto e e à aquicultura e à atividade de pesca 16 IV Classe 3 águas que podem ser destinadas a ao abastecimento para consumo humano após tratamento convencional ou avançado b à irrigação de culturas arbóreas cerealíferas e forrageiras c à pesca amadora d à recreação de contato secundário e e à dessedentação de animais V Classe 4 águas que podem ser destinadas a à navegação e b à harmonia paisagística No que diz respeito ao lançamento de efluentes vale destacar que independentemente da fonte poluidora somente poderá ser despejado nos corpos dágua direta ou indiretamente após o devido tratamento obedecendo às condições padrões e exigências dispostos na resolução 3572005 do CONAMA Há uma particularidade nesta lei que diz que não é permitido o lançamento de efluentes ou disposição de resíduos domésticos agropecuários de aquicultura industriais e de quaisquer outras fontes mesmo que tratados em águas de classe especial De acordo com a Política Nacional dos Recursos Hídricos Lei nº 94331997 em situações de escassez o uso prioritário dos recursos hídricos destinase ao consumo humano e à dessedentação de animais A Portaria nº 2914 de 2011 do Ministério da Saúde dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade Este referese a um conjunto de valores permitidos como parâmetro da qualidade da água para consumo humano De acordo com esta normativa toda água destinada ao abastecimento humano que seja distribuída de forma coletiva ou individual deve ser objeto de controle e vigilância sanitária sendo submetida a um processo de desinfecção ou cloração As águas superficiais devem ser submetidas a processo de filtração BRASIL 2011 p 1 17 Conforme estabelece a normativa sobre as águas para abastecimento humano o padrão microbiológico exige ausência em 100 mL para o parâmetro Escherichia coli que indica contaminação fecal Com relação à turbidez para as etapas do tratamento de água requerse na desinfecção para águas subterrâneas 10 uT em 95 das amostras na Filtração rápida tratamento completo ou filtração direta 05 uT em 95 das amostras e na Filtração lenta 10 uT em 95 das amostras No anexo da portaria estabelecemse valores máximos permissíveis VMP para as características físicas químicas microbiológicas organolépticas e radioativas da água Para saber mais recomendase a leitura da Portaria do MS nº 2914 de 2011 14 Poluição hídrica alteração da qualidade da água Segundo Braga 2005 poluição hídrica é definida como qualquer alteração nas características da água seja de origem natural ou antrópica que possa ocasionar danos à saúde da população e ao meio ambiente A alteração da qualidade das águas é um problema de saúde pública uma vez que é responsável pela transmissão de diversas doenças de veiculação hídrica Para ilustrar a questão da alteração da qualidade da água é necessário definir dois conceitos importantes contaminação e poluição Poluição é qualquer elemento que altera o aspecto da água A poluição pode não acarretar danos à saúde da população porém pode ocasionar danos ambientais Contaminação se dá quando há fatores patógenos ou químicos que alteram as características da água A contaminação por exemplo a presença de patogênicos não implica necessariamente em desequilíbrio ecológico embora possa causar danos à saúde pública Como ilustração temos outro exemplo um corpo hídrico pode estar poluído devido à presença de sólidos em suspensão porém não necessariamente está contaminado A contaminação ocorrerá caso haja presença de microrganismo patogênico bactérias ou algum componente químico por exemplo o mercúrio As principais fontes de poluição das águas são os efluentes domésticos industriais e da exploração agrícola que geralmente estão associados ao tipo de uso e ocupação do solo 18 Há dois tipos de fontes de poluição ambiental as fontes pontuais e as difusas Das pontuais por exemplo o lançamento de efluentes domésticos ou industriais são de fácil identificação e consequentemente podem ser controladas As difusas são conhecidas por não terem um ponto específico de lançamento por exemplo a poluição decorrente de fertilizantes agrícolas que a partir da precipitação chuvas podem chegar aos recursos hídricos mais próximos Os efluentes domésticos são compostos basicamente por detritos orgânicos alimentos detergentes carboidratos gorduras proteínas fósforo nitrogênio e microrganismos A matéria orgânica de origem doméstica ou industrial ao ser lançada sem tratamento no recurso hídrico será degradada pelos decompositores Se houver oxigênio dissolvido na água as bactérias aeróbias se encarregarão de realizar a degradação da matéria orgânica consumindo o oxigênio presente caso contrário as bactérias anaeróbias deverão assumir a tarefa de consumir a matéria orgânica promovendo a formação de gases como o metano e gás sulfídrico Os decompositores degradam a matéria orgânica por meio de processos bioquímicos e os organismos aeróbios respiram o oxigênio dissolvido na água e iniciam um processo de competição com demais seres presentes Estes possuem algumas vantagens pois há alimento à disposição matéria orgânica e são organismos que requerem baixa concentração de oxigênio para sobrevivência de forma a se sobressaírem em relação aos demais Sob esta condição os peixes e demais organismos superiores que requerem uma concentração maior acabam morrendo e então temse um aumento da população de decompositores na água Dessa forma concluise que o lançamento inadequado de matéria orgânica principalmente de origem doméstica ocasiona a redução da concentração de oxigênio dissolvido e a morte de diversas espécies Quando há ausência total de oxigênio dissolvido temse condições para o desenvolvimento de espécies anaeróbias que liberam substâncias causadoras de odores desagradáveis e formação de gases como o metano 19 O oxigênio dissolvido é produzido através da atividade fotossintética de organismos autótrofos ou pela reaeração que se refere à transferência de oxigênio atmosférico para o meio aquático por meio da interface arágua Quando um corpo hídrico recebe o lançamento inadequado de matéria orgânica biodegradável as características físicas químicas e as interações biológicas fazem com que ele tente restabelecer o equilíbrio do ecossistema a partir de um fenômeno denominado autodepuração De acordo com Braga 2005 este processo pode ser dividido em duas fases decomposição e recuperação do nível inicial de oxigênio no corpo hídrico representadas por cinco regiões ao longo do processo que são descritas a seguir Fase 1 Decomposição Fase na qual os microrganismos aeróbios utilizam o oxigênio dissolvido na água para decompor a matéria orgânica A quantidade utilizada é comumente chamada de DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio Este parâmetro serve para medir o potencial poluidor de algumas substâncias biodegradáveis no que diz respeito à redução de oxigênio dissolvido No fim desta fase a matéria orgânica encontrase degradada ou estabilizada restando apenas água gás carbônico e sais minerais Fase 2 Recuperação do oxigênio dissolvido ou reaeração No final da primeira fase é comum se exaurir todo o oxigênio do recurso hídrico caso a quantidade de matéria orgânica despejada no rio exceder a capacidade de o recurso hídrico se recuperar Como o alimento dos decompositores acabou a matéria orgânica foi decomposta estes organismos morrem e portanto começase a restabelecer a concentração de oxigênio no meio A Figura 11 apresenta as distintas regiões características do processo de autodepuração e a Figura 12 apresenta a concentração de oxigênio nas distintas regiões 20 Fonte Braga 2005 p 90 Figura 11 Processo de autodepuração de corpos dágua Fonte Von Sperling 2005 Figura 12 Curva de depleção do oxigênio dissolvido 21 Na zona de águas limpas que antecede o lançamento de efluentes observase alta concentração de oxigênio dissolvido e a presença de organismos superiores como peixes por exemplo A zona de degradação é a região localizada logo após o lançamento dos efluentes onde observase alta carga de matéria orgânica ou seja alta DBO É uma zona turva em razão da presença de sólidos suspensos em que se inicia lentamente o processo de decomposição da matéria orgânica Embora seja uma região com perturbação no equilíbrio do ecossistema e portanto com uma sensível redução das espécies superiores ainda é possível encontrar alguns peixes em busca de alimentos onde é notável a presença significativa de microrganismos que irão efetuar a degradação da matéria orgânica Não estão presentes algas por conta da turbidez excessiva que impede o processo de fotossíntese A região denominada zona de decomposição ativa é onde a concentração de oxigênio dissolvido atinge valores mínimos em muitos casos tendendo a zero por conta do excesso de matéria orgânica É neste ponto que a qualidade da água está mais comprometida e observamse condições de anaerobiose ou seja ausência de oxigênio Nesta fase as bactérias começam a diminuir em razão da matéria orgânica ter sido completamente estabilizada há uma redução na disponibilidade de alimentos para estes microrganismos A zona de recuperação é característica por apresentar um aspecto mais claro favorecendo a incidência de radiação solar colaborando ao processo de fotossíntese o que acarreta no aumento da concentração de oxigênio dissolvido Por ter reduzido o consumo de oxigênio com estabilização o restabelecimento pelo processo de reaeração atmosférica também se intensifica A amônia presente é transformada em nitrito e posteriormente em nitrato assim como o fosfato formado pelo fósforo presente no efluente servirá de nutrientes às algas Pelo processo de fotossíntese as algas são responsáveis pelo restabelecimento do oxigênio no meio propiciando o retorno das condições anteriores ao lançamento dos efluentes Nesta região há o retorno das condições aeróbias e portanto a presença de organismos superiores 22 Por fim temse a zona de águas limpas novamente que é caracterizada por apresentar as condições anteriores ao lançamento com relação à concentração de oxigênio dissolvido na água matéria orgânica e teores de bactérias É uma região caracterizada pela presença de organismos superiores de cor e aspecto agradável entretanto não necessariamente apresenta condições livres de patogênicos A Figura 11 apresenta a curva do perfil de OD oxigênio dissolvido ao longo do tempo passando pelas diversas zonas características do processo de autodepuração Com relação à concentração de oxigênio observase no ponto a montante do lançamento que o valor indicado é dado pelas condições iniciais do rio Cr Assim que se inicia o lançamento dos efluentes há uma redução inicial no t0 da concentração do oxigênio dissolvido representado pela simbologia Co Ao longo do tempo tc ou distância observase que os valores para este parâmetro atingem um nível crítico de OD representado pela letra Cc que posteriormente será restabelecido voltando às condições iniciais Outro processo responsável pela degradação da qualidade da água em ambientes lênticos lagoas e reservatórios é a eutrofização que consiste no enriquecimento das águas por nutrientes fósforo e nitrogênio provenientes de efluentes domésticos industriais e fertilizantes agrícolas que são responsáveis pelo crescimento excessivo das plantas aquáticas algas Outros dois fatores que influenciam no processo da eutrofização é a temperatura e a radiação solar podendo ser observado em lagos de regiões tropicais que possuem maior temperatura e incidência de radiação solar Este problema de poluição ocorre devido ao excesso de nutriente no meio o que promove o aumento da biomassa vegetal algas Há uma redução no processo de aeração superficial devido à presença de algas que impede a incidência de radiação para o interior do lago por exemplo ocasionando a morte de peixes e outros seres sensíveis à presença de oxigênio dissolvido Nestas condições ocorre um aumento na DBO e provavelmente o meio venha a adquirir condições de anaerobiose 23 A eutrofização além de causar um desequilíbrio ecológico também prejudica os sistemas de tratamento de água uma vez que a grande quantidade de algas presentes na água pode acarretar na obstrução dos filtros das estações de tratamento dificultar o controle do pH e das unidades de floculação além das demais unidades De acordo com Santos 2017 os danos se estendem também às questões econômicosanitárias uma vez que as propriedades próximas às margens de corpos dágua poluídos perdem valor econômico e as águas ficam impróprias para irrigação e uso recreacional Muitas doenças transmitidas ao ser humano são causadas por microrganismos presentes nas águas Uma das formas de transmissão de doenças é através da ingestão de águas contaminadas Além disso a falta de água acarreta problemas de higiene pessoal Muitas doenças podem ser evitadas com boas práticas de saneamento básico como tratamento de água de efluentes domésticos e industriais e descarte adequado de resíduos Tabela 11 Principais doenças de veiculação hídrica Grupo de Doenças Formas de Transmissão Principais Doenças Formas de Prevenção Transmissão pela via fecooral alimentos contaminados por fezes O organismo patogênico é ingerido Diarreias e disenterias cólera e a giardíase Febre tifoide e paratifoide Leptospirose Amebíase Hepatite infecciosa Ascaridíase lombriga Realizar o tratamento de águas destinadas ao abastecimento humano Controladas pela limpeza com a água associadas ao abastecimento insuficiente de água A falta de água interfere no processo de higiene pessoal favorecendo a disseminação de doenças Infecções na pele e nos olhos como o tracoma e o tifo relacionado com piolhos e a escabiose Fornecer água em quantidade adequada e promover a higiene pessoal e doméstica Associadas à água uma parte do ciclo da vida do agente infeccioso ocorre em um animal aquático O patogênico penetra pela pele da pessoa ou pode ser ingerido Esquistossomose Evitar o contato de pessoa com águas infectadas proteger os mananciais utilizar técnicas de coleta de esgotos combater o hospedeiro intermediário Continua 24 Continuação Transmitidas por vetores que se relacionam com a água As doenças são propagadas por insetos que nascem na água ou picam as pessoas que estão próximas Malária Febre amarela dengue Combater os insetos transmissores eliminando as condições que favorecem Fonte Adaptado de Brasil 2006 p 6465 15 Lei Nacional do Saneamento Básico De acordo com o art 2º da Lei 114452007 saneamento básico é o conjunto de serviços infraestruturas e instalações operacionais de serviços de abastecimento público de água potável coleta tratamento e disposição final de esgoto manejo das águas pluviais urbanas além da limpeza urbana e o manejo dos resíduos sólidos BRASIL 2007 p 4 Essa lei estabelece as diretrizes nacionais para o saneamento básico e para a política nacional federal do saneamento básico Com relação à prestação dos serviços de saneamento é de competência dos municípios e Distrito Federal Os serviços previstos podem ser realizados mediante celebração de contratos de concessão com obrigações para o contratado Os serviços também podem ser prestados mediante consórcios que podem ser realizados mediante associação voluntária entre entes federados por convênio de cooperação ou consórcio público Outra questão a ser considerada é a universalização do acesso ao saneamento básico que trata do fornecimento destes serviços a toda a população com integralidade das ações segurança qualidade e regularidade na prestação dos serviços Outro princípio fundamental da prestação de serviços de saneamento é a promoção da saúde pública e proteção do meio ambiente Para fins desta lei o controle social referese à utilização de mecanismos que garantam à população participação nos processos decisórios dos serviços públicos de saneamento básico A lei estabelece a prestação regionalizada que permite que um prestador dos serviços de saneamento possa atender a dois ou mais municípios da federação 25 Para atendimento da sustentabilidade econômicofinanceira prevista na lei esta deverá ser realizada mediante remuneração pela cobrança dos serviços prestados A União deve elaborar em parceria com o Ministério das Cidades e o Plano Nacional de Saneamento Básico PNSB que deve conter principalmente os objetivos e metas de curto médio e longo prazos para atendimento ao princípio da universalização do acesso aos serviços de saneamento básico apresentar o diagnóstico da situação através da utilização de indicadores epidemiológicos ambientais e socioeconômicos os programas e ações necessárias para atendimento dos objetivos previstos no plano ações de emergência e contingência e os mecanismos de avaliação dos serviços prestados O PNSB deve ser elaborado prevendo um cenário de 20 anos com atualizações frequentes a cada 4 anos A lei de saneamento institui o Sistema Nacional de Informação sobre Saneamento SNIS que tem por objetivo fornecer os dados das condições dos prestadores de serviço público de saneamento básico disponibilizar indicadores e informações relevantes aos serviços prestados além propiciar o monitoramento e análise da eficiência na prestação dos serviços Conclusão Neste bloco foram apresentados as principais características da água e os principais indicadores de qualidade que fomentarão as técnicas a serem utilizadas para o tratamento da água e esgoto Ainda neste bloco foram mencionados os padrões de qualidade de água conforme Resolução Conama 3572005 onde é estabelecido o enquadramento dos corpos dágua conforme as características estabelecidas Foram abordadas as principais fontes de contaminação e poluição das águas bem como as doenças de veiculação hídrica Por fim foram mencionados os principais aspectos da Lei de Saneamento Básico que estabelece diretrizes nacionais para o fornecimento dos serviços de saneamento entre eles o abastecimento de água coleta e tratamento de esgoto drenagem e manejo de águas pluviais e manejo de resíduos sólidos 26 REFERÊNCIAS BRAGA B et al Introdução a engenharia ambiental o desafio do desenvolvimento sustentável 2 ed São Paulo Pearson 2005 BRASIL Ministério da Saúde Portaria nº 2914 de 12 de dezembro de 2011 Dispõe sobre normas de potabilidade de água para o consumo humano Diário Oficial da União Brasília DF dez 2011 Disponível em httpbvsmssaudegovbrbvssaudelegisgm2011prt291412122011html Acesso em 17 Jul 2019 Lei nº 11445 de 05 de janeiro de 2007 Estabelece diretrizes nacionais para o saneamento básico Diário Oficial da União Brasília DF jan 2007 Disponível em httpwwwplanaltogovbrccivil03Ato200720102007LeiL11445htm Acesso em 7 ago 2019 Lei nº 9433 de 8 de janeiro de 1997 Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos Diário Oficial da União Brasília DF jan 1997 Disponível em httpwwwplanaltogovbrccivil03LEISL9433htm Acesso em 7 ago 2019 Ministério da Saúde Secretaria de Vigilância em Saúde Vigilância e controle da qualidade da água para consumo humano Ministério da Saúde Secretaria de Vigilância em Saúde Diário Oficial da União Brasília Ministério da Saúde 2006 Disponível em httpbvsmssaudegovbrbvspublicacoesvigilanciacontrolequalidadeaguapdf Acesso em 17 Jul 2019 Resolução CONAMA 357 de 17 de março de 2005 Conselho Nacional de Meio Ambiente Diário Oficial da União Brasília DF mar 2005 Disponível em httpwww2mmagovbrportconamalegiabrecfmcodlegi459 Acesso em 10 abr 2019 27 GARCEZ L GAZRCEZ C Água 2 ed São Paulo Calli Ed 2012 SANTOS M A Poluição do meio ambiente 1 ed Rio de Janeiro LTC 2017 TELLES D D COSTA R P Reúso da água Conceitos teorias e práticas 2 ed São Paulo Blucher 2010 VON SPERLING M Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos v 01 Minas Gerais ABES 2005 28 2 SISTEMAS DE TRATAMENTO DE AGUA Olá aluno O tratamento da água é um processo fundamental para garantir condições adequadas de potabilidade às águas destinadas ao abastecimento humano às indústrias e à agricultura Conhecer as etapas do tratamento é essencial para a prática profissional As Estações de Tratamento de Água ETA são constituídas de algumas etapas com o objetivo de remover as impurezas presentes nos corpos dágua através de tecnologias consolidadas e algumas avançadas para atendimento dos padrões de qualidade de água estabelecidos nas legislações vigentes É o que veremos neste bloco Bons estudos 21 Estação de tratamento de água A água é muito importante para a manutenção da vida em nosso planeta sendo utilizada pelo homem de diversas maneiras Para termos água de qualidade para consumo no entanto seu tratamento é essencial A falta de saneamento básico adequado é um dos fatores que agravam a poluição dos mananciais tornando os recursos hídricos impróprios ao aproveitamento direto podendo causar uma série de doenças na população Assim a água captada dos mananciais geralmente é imprópria para consumo direto devido à presença de impurezas e portanto precisa ser submetida a tratamento que será realizado nas Estações de Tratamento de Água ETA De acordo com a resolução Conama 3572005 os corpos dágua são enquadrados em cinco classes em função da qualidade das águas e destinação final Para o abastecimento humano no entanto somente as quatro primeiras classes devem ser utilizadas após o tratamento 29 De acordo com HOWE et al 2016 uma ETA é constituída de etapas bem definidas cujo processo de remoção de impurezas será estabelecido de acordo com o grau de poluição da água Cada etapa apresenta um controle dos padrões de qualidade estabelecidos pela legislação As etapas do tratamento convencional de uma ETA são descritas a seguir Captação retirada da água de um manancial para o seu tratamento A seleção do manancial é fundamental para o estabelecimento de quais etapas serão necessárias para o tratamento Quanto menos poluído o manancial menos dispendioso o tratamento Prétratamento inicialmente é adicionado cloro para facilitar a retirada de metais e matéria orgânica Após essa primeira etapa do prétratamento é realizado um ajuste no pH através da adição de cal Sistema de Coagulação tratamento da água suja com substâncias químicas em tanques onde são formadas partículas sólidas que serão eliminadas nas etapas posteriores Floculação passagem da água por tanques de concreto onde ocorre a aglutinação das partículas sólidas Decantação utilização da gravidade para separar as partículas sólidas que são mais densas O processo ocorre em outro tanque onde as impurezas vão para o fundo Filtração processo que remove as menores partículas de impureza realizado em filtros de carvão areia e pedras Desinfecção a água é tratada com cloro ou ozônio com o objetivo de eliminar os microrganismos Correção do pH ajuste na acidez da água Fluoretação tratamento com flúor 30 A eficiência do processo de tratamento depende do sistema de captação de água e das unidades de tratamento Após o tratamento a água deverá ser armazenada em reservatórios para posteriormente ser distribuída à população Constantes atualizações e investimentos no processo de tratamento da água são necessários para garantir o fornecimento da água de qualidade à população evitando riscos à saúde Atualmente existem aproximadamente 7500 estações de tratamento de água que seguem o modelo apresentado acima 22 Captação e prétratamento A etapa de captação de água dos mananciais é uma etapa essencial para disponibilização de água às estações de tratamento que irão remover as impurezas do recurso hídrico A captação pode ser realizada de duas maneiras Volumes subtraídos diretamente de um rio fio dágua Volumes subtraídos diretamente de reservatórios Vale ressaltar que o arraste de partículas sólidas deve ser evitado de forma a facilitar o tratamento da água nas etapas seguintes Alguns fatores devem ser considerados na escolha da forma de captação de água como por exemplo a disponibilidade do volume de água a possibilidade de cheias e de estiagens e a análise do comportamento dos sistemas aquáticos Existem modelos matemáticos aplicados em softwares específicos que fornecem elementos para a tomada de decisão na elaboração de um projeto de um sistema de captação de uma ETA As análises pluviométricas devem ser feitas por profissionais habilitados e consistem na medida em milímetros do resultado do somatório da quantidade da precipitação de água de chuva em um determinado período de tempo Após a captação da água ela é direcionada para um tanque onde serão adicionados produtos químicos como o cloro que visam fornecer melhores condições para a realização das etapas de coagulação e floculação buscando o pH ideal que será combinado a uma dose de coagulante e do auxiliar de coagulação 31 23 Coagulação Floculação e Mistura Rápida Coagulantes são sais metálicos tais como o sulfato de alumínio o cloreto férrico o sulfato férrico e o policloreto de alumínio PAC sendo que a concentração desses sais metálicos na água deve respeitar os limites de concentração para o consumo humano de acordo com as normas estabelecidas pela legislação vigente Segundo KonradtMoraes et al 2008 temse utilizado coagulantes naturais de forma individual ou juntamente com outros sais coagulantes tradicionais agindo como auxiliar no tratamento de águas A escolha de um determinado coagulante tem relação com a eficiência requerida bem como a relação custobenefício relacionada sendo que em ambos os casos precisase atender aos padrões de potabilidade da água O pH ideal é essencial para se obter uma coagulação eficiente que deve ser iniciada com uma mistura rápida do coagulante nesse processo grande quantidade de energia é despendida buscando a formação de um polímero Após a obtenção desse polímero a agitação é reduzida de maneira gradativa possibilitando a combinação do agente coagulante formado polímero com as impurezas da água formando pequenos flocos Esses flocos irão se chocar uns aos outros através de uma agitação contínua e controlada produzindo flocos maiores mais densos e consistentes de forma a facilitar a sedimentação na etapa seguinte Alguns polímeros de cadeia longa e variável são utilizados para aumentar a eficiência da coagulação Este fator promove a formação de flocos com estruturas mais fortes e pesadas o que melhora a eficácia da etapa de sedimentação Após a formação dos flocos mais estruturados iniciase a etapa da floculação a qual consiste na produção de partículas por meio da agregação dos flocos Estas partículas serão removidas através da sedimentação por gravidade eou a filtração A floculação pode ser dividida em duas formas microfloculação e macrofloculação 32 A microfloculação utiliza o movimento browniano como seu princípio fundamental Esse movimento realiza a agregação das partículas através do movimento térmico aleatório das moléculas do fluido O método também é conhecido por floculação pericinética A macrofloculação floculação ortocinética agrega as partículas com a indução de gradientes de velocidade e mistura suave no fluido levando de 20 a 40 minutos Com isso a formação de partículas maiores facilita sua remoção por filtração Durante o projeto da Estação de Tratamento de Água os profissionais envolvidos devem considerar algumas questões tais como o Tipo e concentração dos coagulantes e floculantes auxiliares o Intensidade da mistura e método usado para dispersar produtos químicos na água para desestabilização o Intensidade da mistura e tempo para a floculação o Seleção do processo de separação líquidosólido por exemplo sedimentação e filtração 24 Decantação e filtração O objetivo da decantação é separar todos os sólidos formados nos processos de coagulação e floculação O processo não é totalmente eficiente visto que pode ocorrer má formação dos flocos nas etapas anteriores que não irão sedimentar e poderão se desfazer durante o processo flutuando novamente na água O decantador é projetado de forma a impedir o turbilhonamento ou fluxo preferencial da água a ser tratada Esta característica é garantida pelo dimensionamento adequado da unidade com base nos fluxos mínimos médios e máximos de água a ser tratada A seguir conheceremos alguns tipos de decantadores São eles Seção Retangular Decantador mais utilizado nas Estações de Tratamento de água Possui um tanque vertical que é dividido em quatro zonas 33 o Zona de turbilhonamento região situada logo na entrada do tanque onde é despejada a água bruta Nesta região ocorre uma grande agitação das partículas sólidas o Zona de decantação região de sedimentação onde as partículas sólidas vão para a parte inferior do equipamento o Zona de repouso nessa região há a formação do lodo que deve ser retirado periodicamente o Zona de ascensão para as partículas que persistem suspensas na água ocorre um arraste em direção ao filtro e a essa região dáse o nome de zona de ascensão Seção Circular Decantador utilizado em estações de tratamento de efluentes sanitários ou industriais que propiciam um menor efeito da velocidade no fluxo de água o que acarreta na sedimentação mais eficiente de resíduos sólidos Seção Laminar Decantador composto por placas paralelas ou tubulares que direcionam o fluxo de água propiciando menor tempo de sedimentação Esse decantador também é bastante utilizado nas Estações de Tratamento de Água Como já mencionamos anteriormente independentemente do tipo de decantador o processo de decantação não é totalmente eficiente para atingirmos os níveis de potabilidade estabelecidos pela legislação vigente Estes flocos precisam portanto ser removidos nas etapas seguintes por exemplo através da filtração Este consiste na passagem de um fluido através de um meio poroso que pode ser constituído de areia brita ou mesmo carvão ativado Os filtros de areia são compostos essencialmente por camadas divididas em suporte brita e areia Deverá ser utilizado o carvão ativado para eliminar substâncias que produzem odor ou sabor O sistema de retrolavagem é utilizado para realizar a limpeza dos filtros a água de lavagem resultante desse processo vai para um sistema de recuperação em que o lodo formado é direcionado para as estações de tratamento de esgotos 34 Existem diferentes tipos de filtros São eles o Tipo membrana e manga Removem partículas maiores que 10 micra e operam em baixas vazões o Tipo membrana e cartucho Removem partículas de 1 mícron e operam em baixas vazões o Carvão ativado Usados para melhorar o gosto e odor da água podendo remover o cloro o Argilas Retiram a amônia e os metais pesados dentre outros o Filtros de areia Removem partículas de 25 micra e operam com altas vazões 25 Desinfecção Correção do pH e Fluoretação A utilização do cloro para realizar a etapa da desinfecção remoção de microrganismos patogenicos nocivos à saúde é uma prática muito antiga que diminuiu consideravelmente o índice de mortalidade infantil e a proliferação de doenças provocadas pela contaminação da água O cloro foi descoberto em 1808 por Sir Humprey Davy e teve suas propriedades bactericidas demonstradas sob condições laboratoriais pelo bacteriologista Koch em 1881 O uso do cloro como desinfetante foi aprovado pela American Public Health Association APHA em 1886 A partir do início do século XIX algumas regiões dos Estados Unidos já utilizavam esse agente químico no processo de desinfecção de água para abastecimento público MACÊDO 2000 BLOCK 2000 Utilizase gás cloro em grandes instalações que são projetadas com equipamentos apropriados para armazenar o gás Também se conta com profissionais habilitados para o manuseio do Cl2 gasoso que chega à ETA na forma de gás comprimido gás e líquido acondicionado em cilindros de tamanhos variados 50 68 e 900 kg Dependendo da estrutura da ETA o Cl2 gasoso pode ser fornecido em carretas Uma outra alternativa é a utilização do cloro seco assim denominado devido ao baixo teor de água Este possui algumas vantagens como maior precisão na dosagem redução das perdas do princípio ativo além de um menor espaço de armazenagem 35 As condições físicoquímicas são controladas garantindo maior precisão nas dosagens utilizadas no tratamento da água em que se realiza a expansão do cloro líquido ou a coleta do cloro gasoso Temse as seguintes condições físicoquímicas em condições normais de pressão e temperatura CNPT BITTENCOURT 2014 1 mol de gás cloro Volume 224 litros Pressão 1 atm Temperatura 273 K Utilizase o rotâmetro para medir o volume consumido de gás cloro O equipamento permite a medição da vazão de gases a partir do arraste provocado sobre um embolo em seu interior conforme a figura a seguir Fonte Disponível em httpswwwmspcengbrdir80medvaz2php Figura 21 Rotâmetro para medição de vazão de cloro gasoso 36 O gás cloro é mais pesado que o ar fazendo com que ele permaneça no ambiente em caso de vazamentos reagindo de maneira muito agressiva com os componentes que estão ao redor e realizando uma intensa oxidação Alta reatividade e toxicidade devem ser consideradas pelas equipes de trabalho que devem zelar pela segurança do ambiente e dos trabalhadores e estar sempre preparadas para as medidas de contenção de vazamentos além de utilizar equipamentos de proteção individual EPIs próprios para essa atividade Para trabalhar com o gás cloro existe o Plano de Ação Emergencial para Cloro PAE Cloro As águas a serem tratadas podem apresentar ácidos húmicos e fúlvicos que em contato com o gás cloro produzem trihalometanos THM que são substâncias indesejáveis devido ao seu potencial tóxico caso excedam as concentrações indicadas pelas normas vigentes Para instalações de pequeno porte a planta não possui autonomia na armazenagem do gás cloro para desinfecção e portanto utilizase o princípio ativo na forma de hipoclorito de sódio que pode ser encontrado em sua forma diluída como água sanitária São apresentadas as reações de decomposição a seguir Reação Principal 3 NaClO 2 NaCl NaClO3 hipoclorito de sódio cloreto de sódio clorato de sódio Reacao Secundaria 2 NaClO 2NaCl O2 hipoclorito de sódio cloreto de sódio oxigenio 37 Alguns fatores como a temperatura de estocagem o pH a exposição à luz dentre outros devem ser levados em consideração na decomposição do hipoclorito de sódio e podem reduzir seu princípio ativo na solução Este aspecto faz com que a aplicação do gás cloro seja mais eficaz no tratamento da água Os mesmos cuidados devem ser adotados com relação à formação de THM De acordo com Bittencourt 2014 o controle do pH da água é muito importante e em alguns casos fazse necessário elevar o pH utilizando os alcalinizantes Dependendo da instalação podese utilizar cal virgem que é mais barato e mais solúvel em água formando uma camada protetora no interior das tubulações e retardando a corrosão Quando é necessária uma diminuição do pH são utilizados acidulantes sendo que o ácido fosfórico H3PO4 é um dos mais utilizados nestes casos Determinadas concentrações de flúor possibilitam a diminuição da ocorrência de cáries em crianças e por isso o processo de fluoretação é essencial e obrigatório no Brasil Alguns cuidados devem ser tomados pois a dosagem de flúor em excesso causa sérios problemas de saúde como a fluorose doença que fragiliza os ossos Os cuidados devem ser estendidos para a população que consome a água tratada bem como para os responsáveis pelo tratamento na ETA que realizam a dosagem de flúor Vale destacar que muitas vezes detectamos uma quantidade natural de flúor na água levandonos à necessidade de realizar o procedimento de verificação das concentrações preexistentes do flúor que pode existir na forma de minerais e dissolvidos quando em contato com as águas subterrâneas No Brasil o parâmetro para concentração adotado deve ser de 15 mgL Para calcular a quantidade desejável de flúor na água utilizamos a fórmula a seguir Concentração de flúor desejável na água 2221030725T Onde T é a média das temperaturas máximas diárias verificadas em graus Celsius oC 38 A observação da temperatura segue alguns parâmetros de tempo sendo cinco anos o período recomendado no entanto podemos utilizar um ano como tempo mínimo aceitável Para realizar a dosagem de flúor recomendamse algumas substâncias tais como o fluoreto de cálcio CaF2 fluossilicato de sódio Na2SiF6 fluoreto de sódio NaF e ácido fluossilícico H2Si F6 Conclusão Sabese que o homem utiliza a água de diversas maneiras e a qualidade da água para consumo é essencial para a saúde da população Os padrões de qualidade estabelecidos pelos requisitos legais de potabilidade da água devem ser atendidos e as ETAs devem estar em constante atualização de seus procedimentos REFERÊNCIAS BITTENCOURT C PAULA M A S de Tratamento de água e efluentes fundamentos de saneamento ambiental e gestão de recursos hídricos 1 ed São Paulo Érica 2014 BLOCK S S ed Desinfection sterilization and preservation 5 ed Philadelfia Lippincott Williams Wilkins 2000 HOWE KJ et al Princípios de Tratamento de Água São Paulo Cengage Learning 2016 KONRADTMORAES L C et al Utilization of the coagulation diagram in the evaluation of the natural organic matter NOM removal for obtaining potable water International Journal of Chemical Reactor Engineering v 6 A87 2008 MACÊDO J A B Águas Águas Belo Horizonte ORTFOFARMA 2000 SOARES M Fluidos 0320 Medidores comuns de vazão Disponível em httpswwwmspcengbrdir80medvaz2php Acesso em 7 mai 2019 39 3 SISTEMAS DE TRATAMENTO AVANÇADOS DE AGUA Olá aluno Tratamentos avançados de água são muito importantes pois complementam o tratamento convencional atuando na remoção extra de compostos com potencial tóxico e microrganismos patogênicos melhorando ainda alguns parâmetros como cor sabor e odor Neste bloco iremos tratar apenas das técnicas mais utilizadas para a realização do tratamento avançado nas ETAs do Brasil tais como osmose inversa absorção troca iônica aeração e oxidação avançada Bons estudos 31 Osmose Inversa A Osmose Inversa OI força o fluxo de água ir no sentido contrário da osmose natural Essa técnica utiliza pressão com intensidade adequada promovendo a concentração de substâncias e possibilitando a retirada de bactérias metais e pigmentos O tratamento é realizado em uma membrana semipermeável que separa solutos que são dissolvidos na água Um sistema de OI recebe água de alimentação que deve ser pressurizada passando uma pequena quantidade de água pela membrana chamada de permeado Conforme a água passa pela membrana semipermeável solutos são rejeitados deixando a água de alimentação mais concentrada Fonte Howe et al 2016 p 256 Figura 31 Representação do processo de osmose inversa 40 Tratase de um processo contínuo não havendo necessidade de ciclos periódicos de retrolavagem Segundo Bittencourt 2014 o processo de osmose inversa é ideal para remoção de matéria orgânica natural tratamento avançado para reúso de água potável remoção de contaminantes específicos dessalinização da água do mar e de águas subterrâneas salobras e para abrandamento O número de instalações que utilizam a técnica de osmose inversa tem crescido rapidamente e isso se justifica devido ao crescimento desordenado de regiões urbanas bem como à escassez de fontes naturais de água doce Como consequência o aumento de regiões desérticas faz com que os oceanos e as águas subterrâneas salobras se tornem alternativas de suprimento de água para a população Instalações de OI possuem sistemas de prétratamento bombas de alimentação vasos de pressão contendo elementos de membrana e sistemas de póstratamento São a menor unidade de capacidade de produção possuindo um formato enrolado em espiral ou de fibra oca fina Fonte Howe et al 2016 p 300 Figura 32 Membrana em espiral 41 O processo ocorre com a água de alimentação é pressurizada para o vaso de pressão entrando em contato com o primeiro elemento da membrana A água vai fluindo de maneira tangencial à superfície da membrana fazendo com que uma porção de água passe para dentro do envelope de membrana fluindo em espiral na direção do tubo de coleta de permeado Então água que restou fica concentrada fluindo para o elemento seguinte O processo é repetido até que o concentrado saia do vaso de pressão A recuperação do permeado gira em torno de 5 a 15 por elemento dentro dos elementos individuais de membrana e seu desempenho está ligado às propriedades físicas e químicas do material que em condições ideais é capaz de produzir um alto fluxo sem sofrer incrustação ou até mesmo obstrução sendo fisicamente durável quimicamente estável e resistente não biodegradável e de baixo custo Os materiais mais comuns são os derivados de acetato de celulose AC e da poliamida PA Todos os sistemas de OI devem realizar o prétratamento de água de alimentação para prevenir a escamação devido à presença de sais pouco solúveis que irão se concentrar à medida que a água é retirada da corrente de alimentação fazendo com que ocorra a precipitação desses sais na superfície da membrana danificando o mecanismo de maneira irreversível O controle da escama consiste num ajuste do pH eou a adição de antincrustante Outro processo importante no prétratamento é a filtração que tem como principal objetivo remover as partículas formadas Devido à falta do ciclo de retrolavagem as partículas formadas tendem a obstruir os canais de alimentação ou até mesmo se acumularem na superfície da membrana O permeado também requer póstratamento que consiste na remoção dos gases dissolvidos que não são removidos de maneira eficiente nos processos anteriores da alcalinidade e do ajuste do pH Os ajustes de pH e de alcalinidade são um processo eficiente para controlar a corrosão Reduzir o CO2 acarreta no aumento do pH e consequentemente produz a redução da quantidade de base necessária para aumentar a estabilidade reduzir a corrosão da água 42 O projeto de instalação de OI deve se preocupar com a gestão do concentrado formado pois o mesmo pode precisar de tratamento antes do descarte que pode ocorrer em esgotos municipais no oceano em rio salobre ou estuário injeção em poço profundo lagoas de evaporação e bacias de infiltração e irrigação Para compreender a osmose inversa a pressão osmótica é essencial visto que requer uma força motriz para o fluxo na direção oposta Para entendermos melhor o processo vamos considerar um vaso com uma divisória removível que será preenchido com duas soluções com o mesmo nível Devese encher o lado esquerdo com uma solução salina concentrada e o outro lado com água pura Em seguida retirase a divisória sem perturbar as soluções que no início estão em desequilíbrio o sal se difundirá através da água até que a concentração seja a mesma em todo o vaso Os íons do sal irão se difundir da esquerda para a direita e para manter o princípio da conservação da massa um fluxo de moléculas de água deverá ocorrer na direção oposta ou seja o equilíbrio requer transferência de massa nas duas direções Agora que o princípio foi descrito iremos realizar alguns ajustes em nosso vaso Fecharemos a parte superior e acoplaremos tubos de manômetro Devemos agora substituir a divisória removível por uma membrana semipermeável que irá permitir o fluxo de água mas impedirá o fluxo de sal Criaremos assim um sistema termodinamicamente instável toda vez que enchermos as câmaras com solução salina e água pura que deve ser equilibrado pela difusão Como a membrana semipermeável irá impedir o fluxo de sal a massa se acumulará na câmara esquerda fazendo com que o nível de água no manômetro da esquerda suba e o da direita caia A osmose é o fluxo de água do lado puro para a solução de sal Ao atingir o equilíbrio termodinâmico a água deixa de fluir da direita para a esquerda mesmo com a pressão e a concentração desiguais entre as câmaras sendo que exercemos uma pressão para equilibrar a diferença na concentração de um soluto Damos a isso o nome de pressão osmótica p 43 Podemos aproximar a pressão osmótica pela equação de Vant Hoff HOWE et al 2016 p 305 Levando em consideração a hipótese do comportamento não ideal das soluções concentradas da falta de diluição e da compressibilidade do líquido em alta pressão devemos considerar o coeficiente osmótico que na equação abaixo é representado pelo símbolo ф HOWE et al 2016 p 306 A pressão osmótica está em função da concentração ou fração molar da água no sistema Por exemplo a adição de 1 mol de NaCl produz 2 mols de íons na solução dobrando a pressão osmótica em comparação com um soluto que não se dissocia Veja NaCl Na1 Cl1 1 mol 1 mol 1 mol Vamos calcular a pressão osmótica do NaCl em uma solução de 1000 mgL a uma temperatura de 20C considerando um coeficiente osmótico de 095 HOWE et al 2016 p 306 44 Vamos calcular a pressão osmótica da glicose C6H2O6 em uma solução de 1000 mgL a uma temperatura de 20C considerando um coeficiente osmótico de 095 A glicose C6H2O6 é uma substância molecular ou seja não sofre dissociação Logo utilizamos um mol de substância HOWE et al 2016 p 307 Vamos calcular a pressão osmótica do SrSO4 em uma solução de 1000 mgL a uma temperatura de 20C considerando um coeficiente osmótico de 095 HOWE et al 2016 p 306 SrSO4 Sr2 SO42 1 mol 1 mol 1 mol Note que para os sais adicionados substâncias iônicas NaCl e SrSO4 temos a dissociação do composto em dois íons fazendo com que a concentração molar do íon seja o dobro da concentração molar do sal adicionado A pressão osmótica do NaCl é mais elevada devido a sua massa molecular ser mais baixa Apesar do SrSO4 e a glicose terem praticamente a mesma massa molecular a pressão osmótica do SrSO4 é o dobro da glicose porque ela se dissocia produzindo dois mols 45 32 Adsorção A adsorção é um processo que remove constituintes dissolvidos na água através de um processo de transferência para a superfície de um sólido A adsorção remove produtos orgânicos que causam sabor e odor produtos orgânicos sintéticos e subprodutos da desinfecção Compostos inorgânicos bem como a matéria orgânica natural MON também são removidos por adsorção ou troca iônica O carvão ativado utilizado em forma granular ou em pó é o material adsorvente mais comum no tratamento da água potável As resinas sintéticas são os meios mais comuns nas trocas iônicas O adsorvato é o elemento submetido à adsorção sobre uma superfície e o adsorvente é o sólido sobre o qual o componente é adsorvido Ao realizar o processo muitas espécies dissolvidas são impregnadas no sólido poroso do adsorvente granular e posteriormente são adsorvidas na superfície interna Os adsorventes possuem um elevado grau de porosidade dentro dos grânulos adsorventes proporcionando uma maior superfície onde a adsorção poderá acontecer A proporção entre o volume do poro e o volume total é camada de porosidade que deve estar próxima de 50 Temos ainda uma relação entre a área da superfície e o tamanho do poro Quanto menor o poro para determinado volume maior será a área da superfície disponível para a adsorção Vamos agora indicar algumas expressões Calculo da Área Interna da Superfície de um Adsorvente Poroso A área de superfície Aad m2g assume a forma cilíndrica dos poros Sendo que Número de poros n quantidadeg Raio do poro R m Comprimento do poro L m 46 Cálculo do Volume de um Adsorvente Poroso Para o volume de poros cilíndricos Vad m3g temos Número de poros n quantidadeg Raio do poro R m Comprimento do poro L m Relação entre a Área Interna da Superfície de um Adsorvente Poroso e seu Volume Aplicação HOWE et al 2016 p 339 Vamos supor que um grânulo de material adsorvente tenha poros cilíndricos com diâmetro de 1 nm porosidade de 50 e densidade de partícula de 1 gcm3 Determine a área da superfície interna do adsorvente Para começar calculamos o volume de adsorvente utilizando a porosidade e a densidade adsorvente dadas no enunciado do problema Resolução Porosidade volume do porovolume total D mv Adotando 1 g de adsorvente e sabendo que a densidade de partícula de 1 gcm3 temos Volume total 1 cm3 47 Sabendo que a porosidade é de 50 que corresponde a 05 temos Volume de poro 05 cm3 Portanto Vad 05 cm3g 5 107 m3g Para o diâmetro de um poro dp 10nm 109 m Sabendo que D 2R temos R 51010 m então Geralmente a porosidade não ultrapassa os 50 pois a porosidade sendo mais elevada torna o adsorvente mais frágil quebrando de dentro para fora os vasos de adsorção e podendo resultar em perdas significativas de adsorvente e gastos financeiros O tamanho dos poros é classificado pela IUPAC União Internacional de Química Pura e Aplicada que utiliza a seguinte convenção o Microporos dp 20 nm o Mesoporos 20 nm dp 500 nm o Macroporos 500 nm dp Sendo que dp corresponde ao diâmetro do poro 48 Fonte HOWE et al 2016 p 340 Figura 33 Distribuições do tamanho dos poros para os carvões ativados de diferentes materiais Os principais adsorventes para o tratamento da água são Carvão ativado Adsorventes sintéticos poliméricos Alumina ativada Zeolitos Hidróxido férrico granular ativado O adsorvente mais utilizado é o carvão ativado devido ao seu baixo custo em relação aos outros adsorventes e principalmente pela sua eficácia na adsorção de uma vasta gama de contaminantes MON e PQOS produtos químicos orgânicos sintéticos pesticidas combustíveis e solventes por exemplo possuem vários tamanhos de poro podendo reter grandes moléculas orgânicas O zeolito aluminossilicato com diferentes proporções de Al e Si e a alumina ativada possuem poros muito pequenos que facilitam a remoção MON e compostos orgânicos sintéticos maiores Já o hidróxido férrico FeOH3 granular foi desenvolvido para remover o arsênio Os adsorventes sintéticos poliméricos possuem microporos que os impedem de adsorver MON 49 Adsorção Química A quimissorção também conhecida como adsorção química é a reação do adsorvato com a superfície formando ligações covalentes ou iônicas A atração entre adsorvato e adsorvente possui uma maior energia de ligação e aproximase de uma ligação covalente com menor comprimento Adsorção Física Quando as forças de atração incluírem apenas as forças físicas determinase que os adsorvatos sofrem adsorção física que e menos especifica para os compostos adsorvidos nas superfícies que possuem forças e energias de ligação mais fracas operando em distâncias mais longas várias camadas sendo assim mais reversível Durante o tratamento os adsorvatos orgânicos da água solvente polar são adsorvidos por um adsorvente não polar carvão ativado 33 Troca iônica e oxidação avançada A troca iônica é um processo que remove constituintes dissolvidos na água através de um processo de transferência para a superfície de um sólido A troca iônica é mais eficiente na remoção de nitratos ferro manganês cálcio e magnésio dureza Compostos inorgânicos bem como a matéria orgânica natural MON também são removidos por adsorção ou troca iônica Ocorre a troca iônica com um íon na fase aquosa por um íon na fase sólida Durante o tratamento de água potável utilizase como meio de troca uma resina polimérica sintética sendo que o divinilbenzeno DVB e utilizado para reticular o suporte principal do polímero ANDRADE 2018 HOWE et al 2016 Temos dois tipos de resinas macrorreticuladas e de gel o Resinas Macrorreticuladas têm formato de esferas sólidas retendo o tamanho quando secas devido a uma grande quantidade de ligações cruzadas o Resinas do tipo gel possuem o formato de escamas de peixe quando estão secas e contêm grandes quantidades de água 50 Classificação das Resinas por Grupo Funcional Temos quatro tipos de resinas de troca iônica que são baseados nos grupos funcionais ligados ao suporte principal da resina São eles o Cátion de ácido forte CAForte o Cátion de ácido fraco CAFraco o Ânion de base forte ABForte o Ânion de base fraca ABFraca A troca iônica utiliza um contator de leito fixo ou suspenso durante a operação que é similar aos contatores utilizados para adsorção sendo que a diferença básica entre a troca iônica e a adsorção está na capacidade de os meios utilizados de troca iônica serem muito mais rápidos A resina de troca iônica pode ser facilmente regenerada no local o que é uma grande vantagem em relação aos meios de adsorção que em geral tem de ser substituídos ou tirados do local para regeneração A capacidade de troca corresponde à quantidade máxima de íons que pode ser trocada antes de a resina ser regenerada Utilizando os conceitos de transferência de massa para a movimentação de substancias voláteis entre as fases gasosa e líquida utilizamse dois processos da unidade de tratamento de água a aeração e o air stripping arraste com ar O contato entre o ar e a água faz com que ocorra a transferência das substancias voláteis da água para o ar por exemplo os compostos orgânicos voláteis COV ou do ar para a água por exemplo o oxigênio O dessorção é a transferência de massa envolvendo arraste de substâncias voláteis da água para o ar sendo que esse é um dos processos mais utilizados no tratamento de água Já a adição de gases do ar na água é conhecida como absorção sendo que o processo mais utilizado envolve a adição de oxigênio aeração na água 51 Oxidação Avançada A decomposição oxidativa é um processo recomendado para a realização da decomposição dos compostos que não foram removidos no tratamento convencional da água Iremos mencionar compostos com características bem definidas tais como a alta estabilidade química e a baixa degradabilidade biológica Processos oxidativos utilizam peróxido de hidrogênio H2O2 e ozônio O3 como os principais oxidantes sendo que aquele pode ser associado ao ferro reagente Fenton com incidência de radiação ultravioleta que quando aplicada ao ozônio chamamos de fotocatálise segundo Andrade 2018 podendo ser esta aplicação realizada em conjunto com o próprio peróxido de hidrogênio Os processos oxidativos ocorrem com reações de oxirredução e os produtos obtidos em sua maioria são radicais livres que reagem com outros compostos o que nos leva a uma necessidade de retenção desses radicais livres através por exemplo do carvão ativado Para o tratamento da água os processos de oxidação mais comuns são a oxidação convencional e a oxidação avançada Quando adicionamos a água um oxidante que irá reagir diretamente com o contaminantealvo estamos nos referindo à oxidação convencional que é seletiva ou seja oxidantes específicos devem ser usados para remover contaminantes específicos Os principais oxidantes convencionais utilizados no tratamento da água são cloro dióxido de cloro ozônio permanganato de potássio e peroxido de hidrogênio que transformam compostos metálicos solúveis reduzidos como por exemplo o Fe II e Mn II em suas formas oxidadas Fe III e Mn IV que são insolúveis precipitando e posteriormente sendo removidas por decantação e filtração O controle do odor do sabor a remoção da cor e do sulfeto de hidrogênio são outras aplicações da oxidação convencional Vale ressaltar que devido às reações específicas que ocorrem no processo as reações de oxidação são relativamente lentas 52 Já a oxidação avançada ocorre com a adição ou a presença de vários reagentes na água que formam espécies altamente reativas conhecidas como radical hidroxila que é uma espécie transitória Este radical é extremamente reativo o que não o torna seletivo fazendo com que qualquer espécie reduzida seja oxidada De acordo com Andrade 2018 principal foco da oxidação avançada são os combustíveis solventes medicamentos humano e veterinário pesticidas agrícolas e herbicidas ou seja produtos químicos orgânicos sintéticos PQOS A oxidação avançada possui uma série de benefícios inerentes sobre outros processos de tratamento São eles o Contaminantes são completamente destruídos o Contaminantes voláteis ou não adsorvidos podem ser destruídos o Alguns processos de transferência de massa como a adsorção ou a extração transferem apenas o contaminante para outra fase que se torna um resíduo e pode precisar de tratamento adicional A eficiência dos processos de oxidação avançada pode ser afetada por alguns fatores São eles o Redução dos radicais hidroxila o Redução da capacidade dos radicais hidroxila de reagir com os compostosalvo Quando a água apresentar menos transitividade para luz o processo UVH2O2 irá gerar menos radicais hidroxila sendo que a taxa de geração dos radicais hidroxila também será afetada pelo pH da água Impacto do pH O pH afeta os processos oxidativos de três maneiras São elas o O pH afeta a concentração dos ânions bicarbonato e carbonato na solução o A concentração de HO2 O pH afeta a carga dos compostos orgânicos se eles forem ácidos ou bases fracas 53 34 Aeração air stripping De acordo com Howe et al 2016 a aeração e o air stripping utilizam contatores de águaar com a finalidade de aumentar o contato entre as fases liquida e gasosa Com o aumento da interface arágua o processo de transferência de massa de absorção ou dessorção se torna mais rápido com taxas acima do habitual em resumo as substancias voláteis se movimentam com mais rapidez da água para o ar bem como os gases solúveis se movimentam com mais rapidez do ar para água Podemos dividir os dispositivos de transferência de gás em duas categorias São elas Contatores de fase gasosa dispersam gotas de água para uma fase de gás contínua Contatores inundados dispersam bolhas de ar na fase líquida contínua Os contatores de fase gasosa como torres de fluxo contracorrente ou empacotadas são geralmente utilizados na remoção ou limpeza de gases ou produtos químicos voláteis da água Já os contatores inundados normalmente são utilizados para adicionar gases O2 CO2 O3 por exemplo na água Os aeradores também são utilizados na realização do contato arágua em air stripping e aeração Estes utilizam um processo que aumenta a proporção arágua por meio da pulverização de água no ar ou pela introdução de ar na água através de bicos e difusores colunas de bolhas submersos ou de turbinas de superfície Com isso o processo de transferência de massa dessorção e absorção através dos aeradores ocorre de maneira eficaz em termos de custos Os contatores arágua mais utilizados para o arraste com ar são torres e aeradores e os principais fatores que controlam a seleção do tipo de contator arágua para o arraste são o grau desejado de arraste do composto e a constante de Henry do composto São critérios para escolha das torres possuir uma constante de Henry baixa ou seja não ser muito volátil o que nos leva a uma elevada afinidade do composto com água ou um elevado grau de arraste Os critérios para a escolha dos aeradores são contrários aos das torres ou seja baixa solubilidade ou volatilidade elevada o que nos leva a um gás com baixa afinidade na água ou o grau desejado de arraste não muito elevado 54 Para remoções inferiores a 90 podemos utilizar sistemas de aeração economicamente viáveis tais como Aeração difusa Aeração de pulverização Aeração mecânica O principal objetivo da aeração é aumentar o teor de oxigênio na água por meio da adição de ar na mesma o que pode ser realizado através de Difusores em um tubo canal ou tanque de processo Água em cascata sobre bandejas empilhadas Turbinas e rodas de superfície que misturam o ar na água na parte superior de bacias A oxigenação pode ser realizada utilizando oxigênio puro 35 Gestão de Resíduos Planejar o descarte ou reutilizar os resíduos do tratamento da água que são constituídos por compostos sólidos gasosos líquidos e semissólidos são tarefas importantes desempenhadas na gestão de resíduos e devem ser concebidas no projeto das instalações Segundo Macêdo 2000 minimizar a quantidade de material a ser descartado é o principal objetivo da gestão de resíduos o que trará a minimização dos impactos ambientais atendendo a todos os requisitos de descarga estabelecidos pelos órgãos reguladores A atividade de gestão dos resíduos pode ser subdividida em Fontes de resíduos Quantidades de resíduos Constituintes de interesse Restrições ambientais e regulamentares 55 Podemos classificar os principais resíduos produzidos pelo tratamento de água em Lodos sólidos e semissólidos Líquidos Líquidos resultantes dos processos de espessamento de lodo Resíduos gasosos provenientes de processos de tratamento de água especializados A fonte desses resíduos será descrita a seguir Tabela 31 Processo de tratamento de resíduos sólidos e semissólidos Fonte de resíduo Descrição Precipitação química com alúmen e ferro Gera o lodo que pode conter lama argila material coloidal e microrganismos com produtos químicos coagulantes e polímeros Telas grossas Impedir a entrada de detritos e peixes na estrutura de entrada Flotação Flutuação que com o tempo se torna espessa para formar lodo resultante do processo de flotação Présedimentação Lodo resultante da présedimentação para remover quantidades brutas de sedimentos antes do tratamento convencional Fragmentos de filtro de areia lento Material semissólido resultante da raspagem da superfície de filtros de areia lentos Absorventes gastos Material sólido usado para sorver os constituintes da solução como dureza arsênio flúor fósforo e componentes orgânicos selecionados que perderam a capacidade de adsorção significativa eou não podem ser reativados efetivamente Telas deslocáveis Utilizadas para impedir que grãos areia e pequenas pedras que vieram através da entrada penetrem na instalação de tratamento Abrandamento da Agua Lodo de cal resultante da remoção do cálcio e do magnésio das águas brutas durante o abrandamento por precipitação 56 Tabela 32 Processo de tratamento dos resíduos líquidos Fonte de resíduo Descrição Salmoura e Agua de lavagem de resíduo de absorventes sólidos Salmoura e Agua de enxague da reativação de absorventes junto com a Agua de lavagem dos resíduos utilizados para limpar os leitos Concentrado Água que contém os constituintes dissolvidos removidos por membranas de osmose inversa e nanofiltração Água de lavagem de resíduo de filtro Utilizada para remover os sólidos residuais em filtros de retrolavagem Agua de elevada turbidez podendo conter organismos patogênicos Água de filtro para resíduo Agua utilizada para condicionar os filtros depois da retrolavagem que tem partículas e turbidez acima dos níveis de ação regulamentares Salmouras e Agua de lavagem de troca iônica Salmoura e Agua de enxague da reativação de resinas de troca iônica cuja capacidade de troca foi esgotada As salmouras de resinas utilizadas para abrandamento contendo geralmente sódio cloreto e íons de dureza elas são ricas em STD mas pobres em sólidos em suspensão Água de lavagem de filtro de areia lento Água de lavagem de alta turbidez que possa conter organismos patogênicos resultantes da limpeza de raspagem de filtros de areia lentos Tabela 33 Resíduos líquidos de processos de espessamentodesidratação Fonte de resíduo Descrição Centrifugado Líquido resultante do espessamento centrifugado do lodo Decantação e subfluxo de leito de secagem Líquido decantado sobrenadante da superfície e subfluxo percolado de areia e outros tipos de leitos de secagem Filtrado Líquido resultante do espessamento da placa e da estrutura de lodo Filtrado prensagem Líquido resultante do espessamento de prensa de correia do lodo Fluxo sobrenadante Água limpa resultante da decantação dos sólidos residuais resultantes do espessamento por gravidade e flotação do lodo 57 Tabela 34 Residuos gasosos de processos de tratamento Fonte de residuo Descricao Torres de stripping Durante as operações de extração ocorre a liberação de gases que possui contaminantes que devem ser removidos antes de o gás poder ser descarregado Em uma estação de tratamento de água convencional de 3 a 5 do volume da água bruta pode se tornar resíduo líquido sólido e semissólido sendo que grande parte desse volume é a água de lavagem de resíduos do filtro que contém menos de 10 dos sólidos removidos A maior parte dos sólidos removidos geralmente na ordem de 01 a 03 do fluxo da instalação pertencem ao subfluxo de tanques de sedimentação Toda instalação de filtração direta remove os sólidos nos filtros Os processos de tratamento e das operações de espessamento podem conter Compostos causadores de sabor e odor Carbono orgânico assimilativo COA e carbono orgânico total COT Precursores na formação de SPD matéria orgânica natural Subprodutos de desinfecção SPD Turbidezpartículas Cistos de Giárdia e oocistos de Cryptosporidium Bactérias patogênicas e vírus Sólidossal dissolvidos Materiais radioativos Arsênio ou outros componentes tóxicos Manganês e ferro Compostos orgânicos sintéticos COS Os resíduos das estações de tratamento eram descartados de maneira indiscriminada em rios córregos lagoas e no solo sem nenhum tipo de tratamento o que gerava danos ambientais muito sérios tais como acúmulo de lodos nos cursos de água aumento da concentração de sal e da turbidez nas águas receptoras que afetam a vida aquática dentre outros O cenário requer algumas restrições regulamentares que foram se tornando cada vez mais severas nos últimos anos 58 Conclusão Vimos que os tratamentos avançados são muito importantes complementando o tratamento convencional da água e garantindo sua qualidade atuando na remoção extra de compostos com potencial tóxico e microrganismos patogênicos melhorando ainda alguns parâmetros como cor sabor e odor Conhecemos a osmose inversa OI que força o fluxo de água a ir no sentido contrário da osmose natural utilizando uma pressão com intensidade adequada que promove a concentração de substâncias e possibilita a retirada de bactérias metais e pigmentos O tratamento é realizado em uma membrana semipermeável que separa solutos que estão dissolvidos na água Vimos que a adsorção é um processo que remove constituintes dissolvidos na água através de um processo de transferência para a superfície de um sólido assim como a troca iônica A decomposição oxidativa é um processo recomendado para a realização da decomposição dos compostos que não foram removidos no tratamento convencional da água Iremos mencionar compostos com características bem definidas tais como a alta estabilidade química e a baixa degradabilidade biológica Já a aeração e o air stripping utilizam contatores de águaar com a finalidade de aumentar o contato entre as fases líquida e gasosa Todos os processos de tratamento de água geram resíduos que devem ser tratados fazendo com que o planejamento o descarte ou a reutilização destes resíduos que são constituídos por compostos sólidos gasosos líquidos e semissólidos se tornem tarefas importantes que são desempenhadas na gestão de resíduos e devem ser concebidas no projeto das instalações 59 REFERÊNCIAS BITTENCOURT C PAULA M A S de Tratamento de água e efluentes fundamentos de saneamento ambiental e gestão de recursos hídricos 1 ed São Paulo Érica 2014 HOWE K J et al Princípios de Tratamento de Água São Paulo Cengage Learning 2016 MACÊDO J A B Águas Águas Belo Horizonte ORTFOFARMA 2000 ANDRADE T Interferência da aplicação do permanganato de potássio conjuntamente ao carvão ativado em pó para a remoção de MIB e Geosmina em águas de abastecimento São Paulo Escola Politécnica Universidade de São Paulo 2018 60 4 SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ESGOTOS Olá aluno Neste bloco serão apresentados os conceitos envolvendo as principais etapas do tratamento de esgotos domésticos Abordaremos os tratamentos preliminar e primário que consistem na remoção de sólidos grosseiros seguido do tratamento secundário que pode ser realizado com tecnologias que envolvem decomposição aeróbia e anaeróbia Por fim serão apresentadas as principais tecnologias envolvendo o tratamento terciário que é recomendado para a remoção de poluentes específicos bem como o tratamento dos lodos gerados nos processos Bons estudos 41 Tratamento preliminar e primário de esgotos O sistema de tratamento de esgoto é constituído por operações unitárias em série para remoção de poluentes presentes nos efluentes O grau de tratamento a ser utilizado depende do corpo dágua receptor da capacidade de autodepuração do recurso hídrico e das condições estabelecidas pelos instrumentos legais O sistema de tratamento de esgoto pode ser dividido em tratamento preliminar primário secundário e terciário O tratamento preliminar consiste na remoção de sólidos grosseiros já o primário tem por objetivo reduzir os sólidos sedimentáveis e ambos utilizam mecanismos físicos de remoção de substâncias indesejáveis No nível secundário temse a remoção de sólidos finos e dissolvidos através de mecanismos biológicos O terciário nem sempre é utilizado nas estações de tratamento de esgoto por ser indicado à remoção de poluentes específicos ou até mesmo para complementar o tratamento dos níveis anteriores o que encarece o processo por se tratar de tecnologias mais dispendiosas A Tabela 41 apresenta os níveis de tratamento disponíveis e as respectivas substâncias removidas 61 Tabela 41 Níveis de tratamento de esgoto Nível de Tratamento Remoção Preliminar Sólidos suspensos e grosseiros e areia Sólidos suspensos sedimentáveis Primário DBO suspensa matéria orgânica componente dos sólidos suspensos sedimentáveis Secundário DBO suspensa matéria orgânica suspensa fina não removida no tratamento primário DBO suspensa matéria orgânica na forma de sólidos dissolvidos Terciário Nutrientes Organismos patogênicos Compostos não biodegradáveis Metais Pesados Sólidos inorgânicos dissolvidos e sólidos suspensos remanescentes Fonte Von Sperling 1995 apud Mendonça e Mendonça 2017 p 53 De acordo com Von Sperling 2005 o tratamento preliminar de esgoto tem por principal objetivo remover os sólidos grosseiros sólidos flutuantes óleos e graxas através da utilização de grades caixas de areia e tanque de remoção de óleos e graxas Nesta etapa incluise ainda um dispositivo para medição de vazão conhecida por calha parshall podendo entretanto ser utilizados vertedores ou métodos de medição em tubulações fechadas Esta etapa de tratamento tem por finalidade proteger os equipamentos de transporte de efluentes válvulas bombas e tubulações e preservar as unidades seguintes de possíveis entupimentos e obstruções De acordo com Von Sperling 2005 Santos 2017 e Menezes 2017 nesta etapa inicial de tratamento de esgotos os dispositivos utilizados são 62 Gradeamento constituído por grades de ferro ou aço dispostos paralelamente e espaçadas de forma a impedir a passagem de sólidos grosseiros de dimensões maiores Nesta fase há grades grossas médias e finas e a remoção dos materiais indesejáveis pode ser mecânica ou manual Caixas de Areia desarenadores dispositivo indicado à remoção de substâncias com características de sedimentação similares à areia Através do processo de sedimentação os materiais mais pesados vão para o fundo do tanque e a matéria orgânica segue para ser removida nas unidades seguintes A caixa de areia pode ser retangular ou quadrada Tanque de remoção de óleos e graxas destinado à remoção de matérias flutuantes entre eles os óleos e graxas que possuem a características de serem imiscíveis com a água e portanto ficam dispersos no efluente O tratamento primário consiste na remoção de sólidos não grosseiros em suspensa sedimentáveis ou flutuantes através do processo de sedimentação Considerando que parte dos materiais presentes no efluente corresponde à matéria orgânica nesta etapa ocorre a redução desta pela sedimentação que implica na diminuição da carga de DBO favorecendo a próxima etapa do tratamento o processo secundário Os processos que compõem o sistema primário de tratamento de esgoto podem ser divididos em Sedimentação consiste em remover os sólidos remanescentes da etapa anterior através da diferença de densidade entre sólidolíquido em tanques de sedimentação decantadores Para obter uma boa redução de sólidos nesta etapa é preciso que a velocidade do efluente seja lenta para que através da ação da gravidade os sólidos suspensos de maior densidade que o líquido possam sedimentar gradualmente para o fundo do decantador O lodo que permanece no final do decantador é removido periodicamente através de raspadores mecânicos ou sistema de bombeamento As substâncias de menor densidade como óleos e graxas permanecem na superfície do líquido sendo removidos e encaminhados ao tratamento 63 Tanques de equalização são utilizados para equalizar a vazão e concentração do esgoto para garantir homogeneidade nas características do efluente e melhorar a eficácia do tratamento Coagulação e floculação consiste na adição de agentes coagulantes sulfato de alumínio cloreto férrico ou outro polímero para melhorar a eficiência do processo de sedimentação A coagulação possibilita a aglutinação e agrupamento de partículas coloidais de forma a aumentar o seu peso e favorecer a sedimentação As partículas aglomeradas se chocam umas com as outras formando flocos maiores e posteriormente sedimentamse processo este denominado floculação Flotação este processo de separação de sólidos e líquidos é destinado à remoção de materiais suspensos através da injeção de ar A substância presente no líquido adere às bolhas de ar e devido a uma interação hidrofóbica ou seja fobia de água esta faz com que a substância se afaste do líquido causando tensão superficial no efluente e formação de uma espuma na parte de cima do líquido que posteriormente é removida Digestão nesta etapa ocorre a decomposição anaeróbia da matéria orgânica onde há redução da carga de organismos patogênicos e redução do volume de matéria no efluente que posteriormente é submetida a um processo de adensamento Secagem do Lodo este processo permite uma redução no volume de lodo possibilitando seu reaproveitamento De acordo com Santos 2017 os tratamentos preliminar e primário possibilitam uma redução de cerca de 60 a 70 da matéria orgânica e 20 a 40 da DBO do efluente doméstico 42 Tratamento Secundário de Esgoto O tratamento secundário de esgoto consiste na remoção de substâncias indesejáveis que não foram removidas nas etapas anteriores através de tratamento biológico mediante reações bioquímicas realizadas por microrganismos Nesta etapa do tratamento são removidos tanto a matéria orgânica como também alguns nutrientes como fósforo e nitrogênio através da decomposição anaeróbia e aeróbia 64 Os tratamentos secundários mais usuais são lagoas de estabilização filtros biológicos lodos ativados tanques sépticos filtros anaeróbios reatores UASB De maneira geral de acordo com Santos 2017 a combinação entre tratamento primário e secundário consegue reduzir em torno de 60 a 99 a concentração de DBO e coliformes Segundo Telles 2010 as lagoas de estabilização consistem em tanques escavados no solo de forma a receberem continuamente o esgoto a ser tratado Nestas instalações o esgoto afluente entra em uma extremidade da lagoa e sai na extremidade oposta O efluente permanece um tempo elevado neste reservatório denominado tempo de retenção e pela ação dos microrganismos a matéria orgânica é degradada Esta é considerada uma tecnologia muito eficiente simples de operação e manutenção barata entretanto como requer disponibilidade de grandes áreas é recomendada para tratar pequenas vazões de efluentes As lagoas de estabilização podem ser facultativas anaeróbiafacultativa aerada facultativa aerada decantação e maturação Lagoa Facultativa Nesta configuração o tratamento de esgoto ocorre de forma natural de modo que o efluente permanece retido um tempo elevado 15 a 20 dias para que a ação dos microrganismos degrade a matéria orgânica Na superfície da lagoa há predominância de processo aeróbio devido à presença de luz já a parte inferior favorece os processos anaeróbios devido à presença de sedimentos que formam os lodos de fundo O lodo de fundo se converte em CO2 CH4 e demais compostos O processo de decomposição da matéria orgânica dissolvida que não sedimenta é realizado por bactérias facultativas que se desenvolvem tanto em condições aeróbias quanto anaeróbias Essas bactérias utilizam a matéria orgânica como fonte de alimento através do processo de respiração Na parte superior da lagoa ocorre o tratamento aeróbio e o oxigênio é fornecido pelo processo de fotossíntese realizado pelas algas por esta razão as lagoas facultativas são recomendadas para regiões com maior incidência solar e baixa nebulosidade 65 Segundo Von Sperling 2005 a eficiência na remoção de DBO desta configuração de lagoa pode variar entre 70 a 90 Fonte Mendonça e Mendonça 2017 p 225 Figura 41 Processo de Estabilização em lagoas facultativas Esta configuração de lagoa pode receber o esgoto bruto ou previamente tratado por uma lagoa anaeróbia por exemplo Na primeira configuração é chamada de lagoa primária e na segunda de lagoa secundária De acordo com Von Sperling 1996 os critérios de dimensionamento de lagoas facultativas são o Taxa de Aplicação Superficial a área necessária para o tratamento do efluente é relacionada com a taxa de aplicação superficial do esgoto onde A Área requerida para a lagoa ha L Carga de DBO afluente Kg DBOd e Ls taxa de aplicação superficial Kg DBOhad 𝑨 𝐋 𝐋𝐬 66 O valor correspondente à taxa de aplicação é dado em função da temperatura latitude exposição solar altitude entre outros Para regiões com inverno quente e alta insolação considerase valores de LS em torno de 240 a 350 Kg DBOhad para inverno e insolação moderados adotamse valores entre 120 a 240 Kg DBOhad e para invernos frios e baixa insolação os valores comumente adotados são 100 a 180 Kg DBOhad Existem modelos e equações empíricos que determinam a taxa de aplicação superficial em função da temperatura média do ar no mês mais frio do ano como mostra a equação abaixo Adotase este critério por ser uma condição crítica no que se refere à velocidade das reações bioquímicas 𝑳𝒔 𝟑𝟓𝟎 𝟏 𝟏𝟎𝟕 𝟎 𝟎𝟎𝟐 𝑻𝑻𝟐𝟓 o Tempo de Detenção Hidráulica tempo necessário para que os microrganismos consigam decompor a matéria orgânica Este parâmetro é dado pela equação abaixo Os valores de vazão média de afluente é a média entre a vazão afluente Qafl e a efluente Qefl A vazão efluente Qefl é determinada em função de fenômenos climáticos como a parcela de precipitação que pode se juntar aos líquidos a serem tratados e a evaporação que pode ser maior em dias mais quentes e de baixa precipitação Também deve ser somada a este parâmetro a parcela de infiltração no solo 𝒕 𝐕 𝐐 Onde t tempo de detenção hidráulica V volume da lagoa m3 Q vazão média afluente m3d que corresponde à média entre a vazão afluente e efluente 𝑸𝒎𝒆𝒅 𝐐𝐚𝐟𝐥 𝐐 𝐞𝐟𝐥 𝟐 𝑸𝒆𝒇𝒍 𝑸 𝒂𝒇𝒍 𝑸 𝒑𝒓𝒆𝒄𝒊𝒑𝒊𝒕𝒂çã𝒐 𝑸 𝒊𝒏𝒇𝒊𝒍𝒕𝒓𝒂çã𝒐 𝑸 𝒆𝒗𝒂𝒑𝒐𝒓𝒂çã𝒐 67 Em lagoas facultativas primárias adotase um tempo de detenção hidráulica em torno de 15 a 45 dias o Profundidade e Relação ComprimentoLargura a profundidade é necessária para que ocorra incidência de radiação solar A profundidade está relacionada ao volume e à área HVA Costumase adotar valores entre 15 a 2 metros A relação comprimentolargura LB deve ser fixada entre 2 e 4 A eficiência da remoção de DBO do esgoto está condicionada ao tipo de regime hidráulico empregado Dentre as possibilidades destacamse Fluxo em pistão o fluxo funciona como um êmbolo as partículas são mantidas em sua forma primária permanecendo estacionadas na lagoa por um período equivalente ao tempo de detenção hidráulico não ocorrem misturas longitudinais Nesta configuração a relação comprimentolargura é elevada e a concentração próxima à entrada da lagoa é diferente da concentração na saída Reatores de mistura completa ocorre uma homogeneização das partículas em toda a extensão da lagoa de forma a favorecer a dispersão do poluente Esta configuração apresenta uma menor eficiência na remoção da DBO Os reatores de mistura completa são predominantemente quadrados e a concentração próxima à entrada é igual à concentração na saída Estes dois tipos de regime hidráulicos podem ser adaptados para outras configurações possíveis como por exemplo reatores de mistura completa em série e fluxo disperso Dentre as opções apresentadas a ordem de eficiência na remoção de DBO é obtida por lagoa de fluxo em pistão série de lagoas de mistura completa e lagoa única de mistura completa Dentre as diversas opções temse utilizado principalmente os reatores de mistura completa devido à disponibilidade de dados na literatura e à simplicidade dos cálculos de dimensionamento como por exemplo o coeficiente de remoção de DBO k que é determinado pelo regime hidráulico utilizado 68 Na literatura os valores usuais de k 20oC para lagoas primárias recebendo esgoto bruto é de 03 a 04 d1 e para as lagoas secundárias recendo efluente de uma lagoa os valores variam entre 025 a 032d1 O valor de K pode ser ajustado em função da temperatura através da equação abaixo onde K coeficiente de remoção de DBO em uma temperatura do líquido de 20oC KT coeficiente de remoção de DBO em uma temperatura de líquido T qualquer oC e θ representa o coeficiente de temperatura 𝒌𝑻 𝒌𝟐𝟎 𝜽𝑻𝟐𝟎 A Figura 42 apresenta os cálculos da concentração de DBO efluente para os diversos tipos de regime hidráulico utilizados onde S0 concentração de DBO total afluente mgL S concentração de DBO solúvel efluente mgL K coeficiente de remoção de DBO d1 t tempo de detenção total d n número de lagoas em série d número de dispersão adimensional Fonte Von Sperling 1996 Figura 42 Equações para o cálculo da concentração de DBO efluente para os diferentes regimes hidráulicos 69 Exemplo 1 Determine a concentração de DBO solúvel efluente S utilizando as fórmulas para os diferentes tipos de regimes hidráulico existentes a célula de fluxo em pistão b duas células de mistura completa em série c uma célula única de mistura completa Dados DBO total afluente S0 250 mgl coeficiente de remoção de DBO k 030 d1 utilizar em todas as configurações tempo de detenção hidráulico t 30 dias temperatura do líquidodia 20oC Fluxo em Pistão 𝐒 𝐒𝐨 𝐞𝐤𝐭 𝟐𝟓𝟎 𝐞𝟎𝟑𝟎𝟑𝟎 𝟎 𝟎𝟎𝟑𝟏 𝐦𝐠𝐥 Mistura completa em série 2 células 𝐒 𝐒𝐨 𝟏 𝐤 𝐭 𝐧𝐧 𝟐𝟓𝟎 𝟏 𝟎 𝟑𝟎 𝟑𝟎 𝟐 𝟐 𝟖 𝟐𝟔 𝐦𝐠𝐥 Mistura completa 1 célula 𝐒 𝐒𝐨 𝟏 𝐤 𝐭 𝟐𝟓𝟎 𝟏 𝟎 𝟑𝟎 𝟑𝟎 𝟐𝟓 𝐦𝐠𝐥 A eficiência do sistema é dada pela equação a seguir 𝐄 𝐒𝐨 𝐒 𝟏𝟎𝟎 𝐒𝐨 Fluxo em Pistão 250 00031 100 250 9999 Mistura completa em série 250 826 100 250 967 Mistura completa célula única 250 25 100 250 90 70 Como podemos observar pelos resultados obtidos o sistema de lagoas facultativas que apresentou maior eficiência na remoção de DBO foi o fluxo em pistão Lagoa AnaeróbiaFacultativa Esta configuração consiste na junção de lagoas anaeróbias as quais requerem menores áreas porém com profundidade maior em torno de 4 a 5 metros de forma a impedir a entrada de oxigênio e favorecendo o processo anaeróbio seguidas de lagoas facultativas convencionais Embora as bactérias anaeróbias possuam uma taxa metabólica mais lenta que as aeróbias estas são responsáveis pela redução de DBO em torno de 50 a 70 favorecendo a próxima etapa do tratamento A lagoa facultativa receberá o efluente da primeira lagoa e como este foi previamente tratado poderá ter menores dimensões Essa junção das duas lagoas possibilita uma redução de área em torno de 13 do que seria necessário se fosse utilizada apenas a facultativa Esta configuração foi primeiramente utilizada na Austrália e por isso recebeu o nome de sistema australiano MENDONÇA E MENDONÇA 2017 p 249 De acordo com Von Sperling 1996 para o dimensionamento desta configuração de lagoas utilizamse praticamente os mesmos critérios da configuração anterior taxa de aplicação volumétrica tempo de detenção hidráulico profundidade e relação comprimentolargura As taxas de aplicação volumétrica de esgoto comumente utilizadas variam em de 01 a 03 KgDBO5m3d O volume da lagoa é determinado pela equação a seguir onde o V representa o volume necessário para a lagoa m3 L carga de DBO total afluente solúvel particulada KgDBO5d LV taxa de aplicação volumétrica KgDBO5m3d Como tratase de aplicação volumétrica há um parâmetro muito importante no dimensionamento que é carga de DBO Este parâmetro é determinado pela vazão e a concentração de DBO carga concentração x vazão 𝑽 𝑳 𝑳𝒗 71 O tempo de detenção hidráulico para lagoas anaeróbiasfacultativas que recebem esgotos domésticos varia entre 3 a 6 dias Porém para calcular o tempo de detenção hidráulico após o cálculo do volume da lagoa utiliza se o equacionamento abaixo onde t tempo de detenção d V volume da lagoa m3 Q vazão média afluente m3d 𝒕 𝑽 𝑸 Com relação aos parâmetros profundidade e relações comprimentolargura LB esta configuração de lagoa requer prevalência de condições anaeróbias e portanto estas precisam ser mais profundas que as facultativas Os valores mais usuais para este tipo de lagoa concentramse na faixa de 35 a 50 m e a relação comprimentolargura LB comumente empregada varia entre 1 a 3 Para determinar a eficiência na remoção de DBO da lagoa utilizase como parâmetro a temperatura média do ar no mês mais frio como apresentado na Tabela 42 Tabela 42 Cálculo da eficiência na remoção de DBO em função da temperatura do ar no mês mais frio Temperatura média do ar no mês mais frio oC Eficiência 10 a 25 2T 20 25 70 Fonte Von Sperling 1996 Com base na eficiência determinase a concentração de DBO efluente à lagoa anaeróbia conforme a equação a seguir 𝑬 𝑺𝒐 𝑫𝑩𝑶 𝒆𝒇𝒍 𝑺𝒐 𝟏𝟎𝟎 𝑫𝑩𝑶 𝒆𝒇𝒍 𝑺𝒐 𝟏 𝑬 𝟏𝟎𝟎 Esta configuração requer após a lagoa anaeróbia a instalação de uma lagoa facultativa para complementar a remoção da DBO Neste caso o cálculo de dimensionamento é igual ao apresentado no item anterior apenas o coeficiente de remoção de DBO k a ser utilizado deve ser para lagoas facultativas consideradas secundárias ou seja as que receberam esgoto previamente tratados os valores de k variam entre 025 a 032d1 72 Lagoa Aerada Facultativa Recomendada para tratamento aeróbio de pequenas dimensões sendo o oxigênio disponibilizado através de aeradores Nesta configuração há a necessidade de energia elétrica para acionar os dispositivos eletromecânicos que fornecerão oxigênio ao sistema para o tratamento do esgoto pelas bactérias aeróbias Os aeradores são utilizados para fornecer oxigênio ao sistema não sendo responsáveis pela suspensão das partículas presentes que tendem a sedimentar e formar uma camada de lodo no fundo do tanque Por esta razão estas lagoas são denominadas facultativas sendo que no final do tanque ocorre a decomposição anaeróbia ausência de oxigênio Os principais aeradores utilizados são de eixo vertical que ocasionam um turbilhonamento na água quando rotacionados Estes devem ser distribuídos uniformemente na parte aeróbia da lagoa e se forem utilizados tanques retangulares estes devem ser instalados próximos à entrada do tanque devido à maior demanda de oxigênio nesta região Segundo Von Sperling 1996 os parâmetros utilizados para o dimensionamento desta lagoa são o tempo de detenção hidráulico que varia entre 5 a 10 dias e a profundidade onde os valores usuais estão entre 25 a 40 metros O coeficiente de remoção k utilizado nesta configuração de lagoa varia entre 06 a 08 d1 para DBO solúvel A esta configuração adicionase a parte de fornecimento de energia A equação que representa a energia necessária para acionar os aeradores é dada pela equação abaixo onde d representa a densidade de potência Wm3 Pot é a potência instalada W e V representa do volume do reator m3 De acordo com Menezes e Mendonça 2017 os valores usuais de densidade de potência para lagoas aeradas facultativas variam em torno de 075 a 150 Wm3 𝑷𝒐𝒕 𝑽 73 Com relação à quantidade de oxigênio a ser fornecida ao sistema através dos aeradores para decompor a matéria orgânica temse a equação a seguir onde RO corresponde à quantidade de oxigênio kgO2d a coeficiente entre 08 a 12 kgO2kg DBO5 Q vazão afluente m3d So concentração de DBO5 total solúvel particulada afluente gm3 S concentração de DBO5 solúvel gm3 1000 conversão de unidades kgg 𝑹𝑶 𝒂 𝑸 𝑺𝒐 𝑺 𝟏𝟎𝟎𝟎 Os requisitos energéticos para acionamento dos aeradores são dimensionados em função da demanda de oxigênio necessária ao processo A eficiência de oxigenação EO dada em kO2kWh varia em torno de 055 a 065 kgO2kWh Dessa forma a potência requerida para fornecer oxigênio ao sistema de lagoas aeróbiasfacultativas é representada pela equação a seguir onde RE corresponde ao requisito energético kW e o número adimensional 24 é utilizado para converter dias para horas 24hd 𝑹𝑬 𝑹𝑶 𝟐𝟒 𝑬𝑶 Lagoa Aerada Decantação Para reduzir o tamanho da área necessária para o tratamento de efluentes utilizando a lagoa aeróbia esta configuração permite aumentar o nível de oxigenação do tanque através da turbulência que favorece a suspensão de materiais sólidos Dentre eles a matéria orgânica promovendo a ação das bactérias pelo maior contato entre elas O tempo de detenção hidráulico para a lagoa aerada varia em torno de 2 a 4 dias e a profundidade usual entre 25 a 4 metros Muito embora a eficiência desta configuração de lagoa seja alta ainda não é possível o lançamento direto no corpo receptor pois há presença de biomassa massa sólida suspensa que pode demandar oxigênio do corpo hídrico receptor ocasionando degradação da qualidade de água Como alternativa podese instalar uma chamada lagoa de decantação que tem por objetivo promover a sedimentação desta massa sólida suspensa A junção destas duas lagoas em série permite o lançamento do efluente diretamente no corpo hídrico uma vez que grande parte deste sólido suspenso foi decantado 74 A lagoa de decantação tem um tempo de detenção hidráulico destinado à clarificação maior ou igual a 1 dia e profundidade em torno de 15 metros Para decomposição do lodo sedimentado o tempo não pode ser superior a 2 dias para evitar proliferação de algas e a profundidade maior que 3 metros para promover as condições anaeróbias VON SPERLING 1996 VON SPERLING 2005 Lagoa de Maturação Recomendada para dar polimento ao efluente de outros sistemas de lagoas de estabilização ou até mesmo de outros processos de tratamento de esgoto esta lagoa promove a remoção de organismos patogênicos sendo uma tecnologia mais simples e menos dispendiosa do que a cloração A lagoa de polimento que se assemelha à de maturação é utilizada para tratar os efluentes dos reatores anaeróbios reator UASB uma vez que estes dispositivos não promovem uma eficiente remoção de DBO Estas lagoas possuem profundidade menor para promover alta incidência de radiação solar e portanto favorecer a atividade fotossintética e alta concentração de oxigênio dissolvido para ação efetiva dos microrganismos A eficiência de remoção de DBO é de 999 VON SPERLING 1996 75 Fonte Von Sperling 1996 apud Mendonça e Mendonça 2017 p 250 Figura 43 Tipos de Lagoas de Estabilização Os filtros biológicos são dispositivos preenchidos com materiais inertes pedras britas ou plástico materiais sintéticos conhecidos por anéis de rashing que possuem a vantagem de ser mais leves e possuir maior área superficial formando um suporte onde a biomassa responsável pela decomposição do efluente permanece aderida dando origem a um meio filtrante biofilme 76 O efluente passa pelo meio filtrante e a presença dessa biomassa em contato com o líquido promove a decomposição da matéria orgânica Nos filtros biológicos a passagem de oxigênio necessária para respiração dos microrganismos é realizada através dos espaços vazios entre o meio suporte O esgoto é adicionado ao filtro através de um sistema de gotejamento por meio de um distribuidor rotativo A parte líquida escoa pelo meio suporte e a matéria orgânica é decomposta pela película microbiana formada neste meio Este material permanece um período até ser degradado pelos microrganismos O princípio de operação do filtro biológico não é o peneiramento uma vez que o material suporte permita a passagem de efluente muito facilmente o que rege este tratamento é o meio filtrante constituído de uma película microbiana que se encarregará de decompor a matéria orgânica Estes dispositivos são recomendados para serem usados após o efluente passar pelos reatores anaeróbios e podem ter características distintas e classificados em função da taxa de aplicação orgânica filtros biológicos percolados de baixa carga filtros biológicos percolados de alta carga biofiltros aerados submersos e biodiscos A eficiência do tratamento de efluentes a partir de filtros biológicos depende da área específica superfície de contato entre o líquido a ser tratado e o meio suporte NUVOLARI 2011 JORDÃO 2005 Filtros Biológicos Percolados de Baixa Carga É baixa a quantidade de DBO tratada em filtro de baixa carga e portanto apresenta menor disponibilidade de alimento para a bactéria resultando em degradação parcial do lodo e maior eficiência de remoção de DBO entretanto requerem maior área para tratar os efluentes Embora não seja utilizada a recirculação de efluentes neste tipo de filtro em algumas situações fazse necessário para garantir a porcentagem de umidade mínima para o biofilme como por exemplo quando há um menor volume de esgoto afluente A taxa de aplicação hidráulica deste tipo de filtro varia em torno de 1 a 4 m3m2dia 77 Filtros Biológicos Percolados de Alta Carga Estes são similares aos de baixa carga com a diferença que têm capacidade de receber maior carga de DBO requerendo assim menor área entretanto a eficiência de remoção de matéria orgânica é menor e o lodo deve ser tratado em unidades externas Outra diferença nesta configuração de filtro é a recirculação do efluente com o intuito de regularizar a vazão durante todo o dia uma vez que à noite o volume de esgoto a ser tratado é reduzido equilibrar a carga afluente e possibilitar um novo contato entre o meio filtrante e matéria orgânica que não foi tratada Ao contrato do sistema de lodo ativado o que recircula nos filtros biológicos é o efluente e não o lodo gerado no processo A taxa de aplicação hidráulica deste tipo de filtro varia em torno de 10 a 60 m3m2dia Biofiltros Aerados Submersos Esta tecnologia consiste em um tanque preenchido com material poroso por onde flui o efluente e o ar O biofiltro é composto por três fases a sólida constituída pelo meio suporte a líquida composta pelo líquido esgoto por fim a fase gasosa formada pelos gases produzidos pela atividade biológica O fluxo de ar é no sentido ascendente enquanto que o efluente pode ser ascendente ou descendente Os biofiltros aerados podem ser de preenchimento granular ou de leito estruturado O material granular assume o papel de meio filtrante onde as colônias de microrganismos ficam aderidas apresentando como vantagem uma maior área de contato com o efluente a ser tratado Nesta configuração há acumulo de biomassa em suspensão nos meios e portanto faz se necessária uma lavagem para remoção do excesso de biomassa acumulada como mostra a Figura 44 O biofiltro aerado estruturado consiste em um meio fixo como ocorre nos filtros biológicos podendo ser de plástico ou brita Nesta configuração não há retenção de biomassa em suspensão no meio filtrante e portanto não há necessidade de retrolavagem VON SPERLING 2005 JORDÃO 2005 78 Fonte adaptado de Jordão 2005 Figura 44 Filtro Biológico Biodiscos Consiste na utilização de discos espaçados na horizontal que rotacionam lentamente de forma que uma metade da área superficial do disco fique submersa no efluente e a outra fica exposta à atmosfera Há a formação de uma camada de biofilme aderida aos discos e quando essa camada se torna muito extensa se desprende do biofilme e permanece suspensa do meio líquido devido à rotação dos discos Os discos são utilizados para formação de uma película microbiana que tem por objetivo promover o contato com o esgoto e a aeração do esgoto Este sistema pode ser precedido de um decantador primário ou reatores anaeróbios Após o esgoto passar pelos biodiscos há a necessidade de permanecer um tempo num decantador secundário para sedimentação dos sólidos suspensos Esta tecnologia é recomendada para tratar esgotos de pequenas comunidades Devido à limitação do tamanho dos discos tem grande eficácia na remoção de DBO É um sistema dispendioso e pode apresentar instabilidade O tratamento anaeróbio realizado na ausência de oxigênio apresenta como vantagem a menor produção e de lodo e se divide em Filtro Anaeróbio e Reator Anaeróbio de Manta de lodo também chamado de Reator UASB 79 Filtro Anaeróbio Tanque Séptico Tratase de uma tecnologia empregada para tratar baixas vazões de esgoto sendo formada por um tanque séptico com o objetivo de remover sólidos em suspensão que ao sedimentarem são submetidos ao processo de digestão anaeróbia no fundo do reservatório Este tanque pode ser de câmara única onde não há separação das zonas de sedimentação e digestão ou pode ser de câmaras sobrepostas nas quais a sedimentação é realizada na parte superior e o lodo digerido na parte inferior Em complemento ao tanque séptico o filtro anaeróbio auxilia no processo de tratamento de efluentes realizando a remoção da DBO O princípio de funcionamento é similar ao de filtros anaeróbios onde há a formação de um meio filtrante em que a biomassa cresce aderida a um meio suporte Neste caso o fluxo do afluente é ascendente e o filtro permanece submerso para que os espaços vazios fiquem em contato com o líquido a ser tratado Como neste dispositivo a carga de DBO é alta e o sistema é submetido a uma condição anaeróbia o volume do reator é menor Esta configuração apresenta uma menor eficiência na remoção de matéria orgânica se comparada ao tratamento aeróbio e ainda há formação de gases que podem causar maus odores Reatores anaeróbio de manta de lodo Reator UASB O reator anaeróbio de fluxo ascendente de manta de lodo também conhecido por Reator UASB upflow anaerobic sludge blanket consiste em um tratamento anaeróbio onde a biomassa cresce dispersa no meio líquido e não se adere a um meio suporte como nos demais tratamentos A matéria orgânica a ser tratada forma pequenos grânulos decorrentes da aglutinação de bactérias de forma a servir de meio para a formação de novas bactérias e dar origem ao tratamento 80 De acordo com Jordão 2005 o reator UASB possui as seguintes características construtivas Câmara de digestão anaeróbia na parte inferior do tanque por onde o esgoto entra de forma ascendente A matéria orgânica permanece um tempo em contato com o lodo formado nesta parte do reator dando origem à digestão anaeróbia Separador de fases que delimita as zonas de sedimentação e a câmara de coleta de gases formados no processo CH4 e CO2 pois tratase de digestão anaeróbia Zona de transição entre a câmara de digestão e a região destinada à sedimentação Zona de sedimentação onde há acúmulo de sólidos e flocos formados no processo Zona de acúmulo de gases uma vez que há formação de gases que ficam retidos na parte superior do tanque O lodo formado na parte inferior do tanque é mantido em suspensão pelo fluxo ascendente dos esgotos de forma a promover uma floculação com a formação de uma camada de grânulos de lodo anaeróbio ativado O efluente ao passar por essa camada é submetido à ação de bactérias anaeróbias e portanto digerido O líquido é direcionado a uma zona de decantação localizada na parte superior do tanque e o lodo sedimentado juntandose ao anteriormente formado dá origem à mata de lodo responsável pelo tratamento de novos efluentes como mostra a Figura 45 O efluente do reator deve ser submetido a um tratamento complementar O processo atinge o equilíbrio em torno de cinco meses a contar do início do funcionamento do reator e o excesso de lodo segundo Costa 2014 deve ser removido periodicamente e encaminhado à disposição final 81 Fonte Chernicharo 2007 Figura 45 Reator Anaeróbio de Manta de Lodo UASB A eficiência média de 65 de remoção de DQO e 70 de DQO dependem de controle operacional de alguns parâmetros como tempos de detenção hidráulico cargas volumétricas orgânicas e hidráulicas velocidade ascensional profundidade do reator distribuição do afluente compartimento de decantação A seguir são apresentados de acordo com Campos 1999 e Jordão 2005 os principais parâmetros de controle operacional do reator UASB Tempos de detenção hidráulico TDH o tempo de detenção hidráulico varia com a temperatura porém valores típicos entre 6 a 10 horas são considerados nos projetos Em todo caso o TDH pode ser determinado pela equação a seguir onde V referese ao volume total do reator m3 Q representa a vazão de efluente m3d e o TDH é o tempo que o esgoto precisa permanecer no reator em dias 𝑻𝑫𝑯 𝑽 𝑸 82 Tabela 43 Tempo de Detenção hidráulico em função da temperatura Temperatura oC Tempo médio h 15 a 17 10 18 a 21 8 22 a 25 7 25 6 Carga volumétrica orgânica COV representa a massa de matéria orgânica aplicada no reator pelo volume do tanque podendo ser representada pela equação a seguir onde COV dado por kgDQOm3d é calculado pelo produto da vazão de efluente m3d pela concentração de substrato afluente kgDQOm3 dividido pelo volume do reator m3 Valores típicos considerados em projetos de UASB variam e torno de 25 a 35 kgDQOm3d para esgotos domésticos 𝑪𝑶𝑽 𝑸𝒙𝑺 𝑽 Carga volumétrica hidráulica CHV representa o volume de esgotos a serem tratados diariamente no reator por unidade de volume É determinada pela equação a seguir onde Q é a vazão de efluente m3d e V representa o volume do reator m3 também pode ser calculada pelo inverso do tempo de detenção hidráulica 𝑪𝑯𝑽 𝑸 𝑽 𝟏 𝑻𝑫𝑯 Velocidade ascensional deve ser bem dimensionado pois permite o melhor contato entre a biomassa e o afluente a ser tratado garantindo boa eficiência no processo de decomposição de matéria orgânica A velocidade ascensional v em mh é calculada a partir da relação entre a Q vazão afluente m3h e a A seção transversal do reator m2 Outra forma de determinar a velocidade ascensional é em função da altura do reator e o TDH como apresentado na equação a seguir As velocidades ascensionais variam em torno de 05 a 07 mh para vazões afluentes baixas de 09 a 11 para vazões máximas 𝒗 𝑸 𝑨 𝑯 𝑻𝑫𝑯 83 Profundidade os reatores devem ter entre 40 a 60 metros de profundidade sendo 25 destinado ao compartimento de lodo onde ocorre a digestão anaeróbia e a parte destinada a sedimentação de 15 metros Distribuição do afluente a distribuição equitativa do esgoto garante uma melhor mistura e reduz a incidência de zonas mortas na parte inferior do reator O efluente é direcionado ao fundo do reator na zona de leito de lodo através de tubos de distribuição Dados experimentais recomendam tubos de distribuição com diâmetros variando em torno de 75 a 100 mm O número de distribuidores de esgoto no interior do reator anaeróbio tipo UASB é fundamental para garantir o bom contato entre o esgoto a ser tratado e a manta de lodo onde será realizada a decomposição da matéria orgânica Para tanto é necessário dimensionar corretamente o sistema de distribuição que é determinado em função da área da seção transversal do reator e da área de influência de cada distribuidor como apresenta a equação a seguir onde Nd número de distribuidores A é a área da seção transversal do reator m2 e Ad é a área de influência de cada distribuidor que no caso de esgotos domésticos varia em torno de 20 a 30 m2 𝑵𝒅 𝑨 𝑨𝒅 Zona de decantação região onde ocorre a separação dos gases líquidos e sólidos localizada na parte superior do reator Esta separação é necessária para manter o lodo anaeróbio dentro do tanque de forma a garantir maior tempo de retenção de sólidos A separação dos gases gerados no processo da fase líquida promove a sedimentação do lodo presente O tempo de detenção hidráulica no decantador varia em torno de 1 a 2 horas A produção de lodo proveniente de tratamento anaeróbio é baixa em relação aos processos aeróbios configurando uma grande vantagem deste tipo de tecnologia A quantidade de lodo produzido nos reatores UASB varia em torno de 015 a 020kgSSTkgDQO afluente e por conta do elevado tempo de residência possibilita um alto grau de estabilização não necessitando de tratamento complementar 84 O cálculo da produção de lodo nestes reatores é dado pela equação a seguir onde Plodo representa a produção de sólidos no sistema kgSSTd Y é o coeficiente de produção de sólidos no sistema kgSSTkgDQOapl que no caso de esgotos domésticos varia entre 010 a 020 kgSSTkgDQO e a DQOapl representa a carga de DQO aplicada no reator em kgDQOd 𝑷𝒍𝒐𝒅𝒐 𝒀 𝑫𝑸𝑶𝒂𝒑𝒍 A produção volumétrica é dada pela equação a seguir onde γ representa a densidade do lodo 1020 a 1040 kgm3 C a concentração do lodo e Vlodo a produção volumétrica do lodo m3d 𝑽𝒍𝒐𝒅𝒐 𝑷𝒍𝒐𝒅𝒐 𝜸 𝑪 Os sistemas de lodos ativados são considerados tratamentos aeróbios onde a biomassa cresce em suspensão na parte líquida do fluido não havendo meio suporte dedicado ao desenvolvimento de biomassa que permanece retida em decorrência da recirculação do lodo O oxigênio utilizado no processo é fornecido através de aeradores superficiais difusores e introdução de oxigênio puro diretamente no reator Estes sistemas são recomendados para condições de baixa disponibilidade de área e para tratar efluentes pósreatores anaeróbios sendo que estes vêm substituir os decantadores primários Outra vantagem desse sistema é que o efluente possui melhores características podendo ser descartado no corpo hídrico entretanto como requer fornecimento de energia e as instalações mecânicas do sistema são complexas o custo de operação e manutenção encarece o processo Outra característica importante deste tratamento aeróbio é a alta produção de lodo que precisa ser tratado para o adequado descarte O lodo proveniente dos processos aeróbios é enviado para o interior do reator anaeróbio de forma a complementar a camada de manta de lodo necessária à biodigestão da matéria orgânica Esta tecnologia geralmente é constituída por um decantador primário que objetiva a remoção de sólidos suspensos tanque de aeração 85 para fornecimento de oxigênio decantador secundário para remoção dos flocos formados pela massa microbiana além da estação elevatória de recirculação dos flocos formados Este sistema possui uma eficiência de remoção de matéria orgânica na ordem de 90 a 98 O decantador secundário tem por objetivo remover os sólidos não sedimentados nas etapas anteriores Os sedimentos são então recirculados para o reator aerado para contribuir para o processo de digestão O tempo de retenção celular também denominado idade do lodo é definido como a relação entre a quantidade de lodo biológico existente no reator e a quantidade de lodo biológico removida por dia Quanto maior a permanência dos sólidos no sistema maior a eficiência do processo uma vez que a biomassa tem tempo suficiente para decompor a matéria orgânica O parâmetro Alimento Microrganismos AM é definido como a quantidade de alimento DBO fornecida ao dia por unidade de biomassa do reator sendo representado pelo SSV sólidos suspensos voláteis no tanque de aeração em kgDBOkgSSVdia Segundo Santos 2017 os principais sistemas de lodos ativados podem ser divididos em sistema convencional de lodos ativados aeração prolongada e reatores sequenciais por batelada Lodos ativados convencional destinado à remoção de sólidos é constituído por grades caixa de areia decantadores primários tanque de aeração e decantador secundário A matéria orgânica sedimentada no primeiro decantador é removida antes do fluxo seguir para o tanque de aeração reator aeróbio No tanque de aeração o fluxo de esgoto é continuo e portanto o fornecimento de alimentos às bactérias possibilita o crescimento excessivo das mesmas Neste caso fazse necessária a remoção do excesso de biomassa formada no tanque também com o intuito de favorecer a sedimentação no decantador secundário 86 Neste sistema a idade do lodo é usualmente da ordem de 4 a 10 dias a relação AM na faixa de 025 a 050 kgDBOkgSSVdia e o tempo de detenção hidráulica no reator em torno de 6 a 8 horas O lodo gerado no processo requer um tratamento complementar pois ainda pode conter um elevado teor de matéria orgânica Lodos ativados por aeração prolongada nesta configuração a biomassa permanece um maior período de tempo no tanque em torno de 18 a 30 dias de forma que a disponibilidade de alimento fica reduzida para a mesma carga de DBO afluente Entretanto neste caso como há maior idade do lodo o reator possui maior volume e o tempo de detenção hidráulico varia em torno de 16 a 24 horas Devido à menor disponibilidade de alimento as bactérias utilizam suas próprias matérias orgânicas para seus processos metabólicos Esta configuração possibilita a estabilização do lodo no interior do reator dispensando um tratamento complementar desde que não haja formação excessiva de lodo de outras formas Esse sistema dispensa o decantador primário para evitar o tratamento complementar do lodo gerado nesta unidade A principal desvantagem é a necessidade de maior fornecimento de energia no processo Lodos ativados por batelada a diferença desta configuração é que nos anteriores o fluxo da entrada de esgoto era contínuo e no de batelada deve ser intermitente Esta configuração compreende todas as unidades anteriores num único reator constituindo um reator de mistura completa dispensando a unidade de decantação O processo de decomposição de matéria orgânica no reator por batelada é divido em etapas enchimento entrada de esgoto bruto reação aeração eou mistura da massa líquida no interior do reator sedimentação separação dos sólidos em suspensão descarte do efluente tratado retirada do esgoto tratado repouso remoção do lodo excedente 87 43 Tratamento Terciário de Esgoto O tratamento terciário por ser dispendioso é utilizado apenas para remoção de poluentes específicos ou para complementar os tratamentos anteriores Consiste na utilização de produtos químicos para remoção de organismos patogênicos nutrientes como fósforo e nitrogênio e também indicado para ajuste de cor e turbidez da água A seleção da técnica depende dos requisitos de qualidade do afluente almejados e do tipo de substância desejase remover De acordo com Telles 2010 existem algumas tecnologias mais avançadas indicadas para remoção de sólidos suspensos sólidos dissolvidos compostos orgânicos e também para realizar a desinfecção dos efluentes Remoção de sólidos dissolvidos e salinidade Osmose reversa o tratamento é realizado através da passagem do efluente a ser tratado por uma membrana semipermeável capaz de remover as substâncias orgânicas e inorgânicas dissolvidas no efluente Esta técnica também é utilizada para tratamento de água salina promovendo a dessalinização Troca iônica técnica indicada para desmineralizar a água que consiste na troca de íons presentes nos poluentes do efluente a ser tratado e os íons da resina polimérica que pode ser resina catiônica fracamente ácida ou fortemente ácida e resina aniônica fracamente básica ou fortemente básica Eletrodiálise técnica que consiste em separar substâncias através de uma membrana semipermeável a partir da diferença de potencial elétrico aplicado às membranas e dos íons presentes no efluentes Remoção de Sólidos em Suspensão Macro microfiltração ultrafiltração consiste na passagem do fluxo de efluente perpendicularmente a um meio filtrante constituído de areia carvão antracito entre outros elementos O meio filtrante pode ser único ou múltiplos e estes sistemas se aplicam à remoção de substâncias de até 1 micrometro 005 a 10 micrômetro para macro e microfiltração respectivamente A ultrafiltração é realizada sob pressões superiores a 145 psi 10 bar para remoção de sólidos suspensos de alto peso molecular 88 Clarificação destinada a remover sólidos suspensos através da adição de produtos químicos responsáveis pela oxidação da matéria orgânica A formação de partículas permite que ocorra uma sedimentação dos sólidos Remoção de Compostos Orgânicos Ozonização a ozonização consiste de processos oxidativos avançados POAs que utilizam o ozônio como agente oxidante eou catalisadores Fe Mn na presença ou não de fonte de irradiação de forma a gerar radicais livres que são altamente reativos e aptos a estabilizar as substâncias orgânicas presentes nos esgotos Carvão ativado o carvão ativado possui a característica de adsorver seletivamente as substâncias orgânicas presentes nos efluentes A adsorção é um processo de transferência de massa do tipo sólidofluido na qual há atração de forças intermoleculares fracas entre o adsorvente e as moléculas adsorvidas O carvão ativado é uma substância natural com alta porosidade obtendo uma grande área superficial o que promove maior contato com o efluente a ser tratado Desinfecção Radiação Ultravioleta processo que consiste em submeter o efluente à radiação fornecida por lâmpadas especiais e equipamentos a laser É um mecanismo físico que promove por absorção da luz uma reação fotoquímica capaz de alterar componentes moleculares essenciais para as funções celulares dos microrganismos presentes no efluente As principais vantagens dessa tecnologia são a simplicidade operacional a baixa exigência de área de instalação alta eficiência na remoção de substâncias indesejadas e a não geração de subprodutos devido a não utilização de produtos químicos Cloro é a tecnologia mais empregada na desinfecção de efluentes que consiste na adição de cloro para remover os microrganismos patogênicos presentes O cloro pode ser aplicado como solução de hipoclorito ou na forma gasosa hipoclorito de sódio Esta substância também é utilizada no tratamento de águas para abastecimento de forma a garantir a potabilidade 89 43 Tratamento de lodo de esgoto O tratamento dos subprodutos gerados nos diferentes processos é essencial para o tratamento de efluentes O tratamento do lodo consiste de algumas etapas bem definidas como segundo Von Sperling 2005 Adensamento é um processo físico que consiste na remoção da umidade e portanto na redução do volume através da concentração de sólidos Essa etapa pode ser realizada através de adensadores por gravidade que são similares aos decantadores flotadores por ar dissolvido na qual há introdução de ar em forma de pequenas bolhas que em movimento ascensional tendem a arrastar as partículas de lodo para próximo da superfície e facilitar a remoção as centrífugas ou as prensas desaguadoras Estabilização consiste na remoção de matéria orgânica de forma a amenizar os maus odores gerados no processo Os processos de estabilização podem ser de duas formas biológica realizadas por meio de microrganismos que farão a decomposição da matéria orgânica remanescente no lodo química através de oxidação química e térmica realizada em recipientes hermeticamente fechados onde há o fornecimento de calor para decomposição da fração volátil de matéria orgânica presente no lodo Condicionamento é a preparação do lodo mediante adição de produtos químicos como coagulantes e polieletrólitos capazes de facilitar o processo de desidratação Geralmente é instalado a montante da unidade de desidratação e os principais utilizados são sulfato de alumínio cloreto férrico sulfato ferroso e cal virgem Desidratação permite reduzir a água presente no logo gerado e contribuir para minimizar seu volume pode ser realizada através da evaporação e percolação ou ainda através de processos mecânicos como filtração compactação e centrifugação que requerem menor área de instalação e em menor tempo Os processos naturais de desidratação do lodo são realizados em leitos de secagem e os processos mecanizados são realizados em filtros prensa centrífugas ou prensas desaguadoras 90 Apresenta como vantagem a redução de custos com transporte uma vez que tem um maior volume de lodo que poderá ser levado ao tratamento e ou disposição final As vantagens estendemse à facilidade no manejo do lodo ao aumento o poder calorífico viabilizando o processo de incineração e principalmente à redução do volume de sólidos a serem descartados em aterros sanitários Com a redução da umidade haverá menor formação de lixiviados Desinfecção consiste na remoção de organismos patogênicos presentes no lodo e não causa riscos à saúde caso a destinação final seja a disposição no solo Pode ser realizada através de compostagem que é um processo aeróbio de decomposição de matéria orgânica em condições de temperatura pH oxigênio umidade e nutrientes controladas Outras maneiras empregadas para efetuar a desinfeção dos lodos gerados são digestão aeróbia auto térmica caleação ou estabilização alcalina que propõe a adição de cal para aumentar o pH para 12 de forma a reduzir a população microbiana a pasteurização que consiste no aquecimento do lodo em torno de 70oC por 30 minutos e secagem térmica Disposição final é para onde deve ser encaminhado após o tratamento do lodo Dentre as possibilidades destacamse os aterros sanitários que consistem de valas compactadas e cobertas com solo Outra forma de tratamento do lodo é através de incineração processo de decomposição térmica via oxidação em que os produtos gerados são dióxido de carbono e água e a parte sólida é transformada em cinzas A técnica de landfarming consiste na disposição superficial no solo sendo que na camada superior a parte orgânica é decomposta e a parcela inorgânica é fixada ao solo 91 Conclusão Neste bloco foram apresentadas as principais tecnologias utilizadas nos diferentes níveis de tratamento de esgoto Os tratamentos preliminar e primário consistem na remoção de sólidos grosseiros e suspensos O tratamento secundário é recomendado para remoção de matéria orgânica mediante tecnologias que utilizam princípios biológicos de remoção de substâncias indesejáveis O tratamento terciário é utilizado eventualmente apenas para remoção de poluentes específicos por se tratar de tecnologias dispendiosas O lodo gerado nos diferentes processos deverá ser tratado e disposto adequadamente de forma a assegurar condições de saúde pública e proteção do meio ambiente REFERÊNCIAS CAMPOS J R Tratamento de Esgotos Sanitários por Processo Anaeróbio e Disposição Controlada no Solo Projeto PROSAB Rio de Janeiro ABES 1999 CHERNICHARO C A L Princípios de tratamento biológico de águas residuárias Reatores Anaeróbios 2 ed Belo Horizonte Departamento de Engenharia Sanitária e AmbientalDESAUFMG 2007 COSTA E S BARBOSA FILHO O GIORDANO G Reatores anaeróbios de manta de lodo UASB uma abordagem concisa Série Temática Tecnologias Ambientais COAMB FEN UERJ Volume 5 Rio de Janeiro 121p 2014 JORDÃO E P PESSÔA C A Tratamento de Esgotos Domésticos 4 ed Rio de Janeiro Segrac 2005 MENDONÇA S R MENDONÇA L C Sistemas sustentáveis de esgotos 2 ed São Paulo Edgard Blücher 2017 MENEZES I S MENDONÇA L C Avaliação do tratamento preliminar da estação de tratamento de efluentes do campus de São Cristóvão da Universidade Federal de Sergipe Scientia Plena vol 13 2017 92 NUVOLARI A Esgoto Sanitário Coleta transporte tratamento e reúso agrícola 2 ed São Paulo Edgard Blücher 2011 SANTOS M A Poluição do Meio Ambiente 1 ed Rio de Janeiro LTC 2017 TELLES D COSTA R Reúso da água conceitos teorias e práticas São Paulo Edgard Blücher 2007 VON SPERLING M Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos v 01 Minas Gerais ABES 2005 Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias Lagoas de Estabilização v 03 Minas Gerais ABES 1996 93 5 SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO Olá aluno Neste bloco serão apresentados os principais conceitos envolvendo as unidades de concepção do sistema de esgotamento sanitário dentre elas as redes coletoras o interceptor e emissário sifão invertido estação elevatória e estação de tratamento 51 Concepção do sistema de esgoto sanitário De acordo com Tsutiya 2011 o sistema de esgoto sanitário corresponde por definição a todas as unidades de coleta e transporte de esgotos sanitários e águas pluviais que têm por objetivo a quantificação e identificação dos fatores que interferem no sistema a realização de um diagnóstico atual e uma previsão de situação futura para expansão do sistema a definição dos parâmetros de projeto o dimensionamento das unidades e uma análise econômica técnica e ambiental A concepção do sistema de esgotamento sanitário deve ser precedida de Plano Diretor da Bacia Hidrográfica ou por um diagnóstico ambiental da área em questão para analisar os possíveis impactos ambientais associados e a capacidade do meio ambiente O estudo da concepção de sistema de esgoto sanitário exige que seja levantada uma série de informações São elas Dados e características da comunidade referemse às informações de localização e infraestrutura São necessários os cadastros atualizados das linhas de abastecimento de água esgoto sanitário galerias pluviais entre outros Infraestrutura do sistema de esgotamento sanitário descrição da área de atendimento contribuição per capita em função do consumo faturado população atendida por bacia de contribuição e identificação do número de ligações ao sistema 94 Estudos demográficos e de uso e ocupação do solo os sistemas de esgotamento sanitário são projetados a partir dos dados do censo da região a ser atendida do levantamento do uso e ocupação do solo bem como o zoneamento da cidade plano diretor e estudos da projeção da população urbana Parâmetros do projeto são essenciais as informações sobre consumo per capita coeficientes de vazão contribuição industrial taxa de infiltração e carga orgânica dos efluentes a serem tratados Para tanto é necessário um levantamento da quantidade de indústrias na região e o plano diretor da cidade Cálculo das contribuições os valores das contribuições domésticas industriais e infiltrativas são calculados por ano e por bacia de contribuição Avaliação dos corpos receptores estudo das condições dos corpos receptores em relação à vazão cota de inundação e características à montante e à jusante dos lançamentos atuais e futuros Dimensionamento das estruturas físicas do sistema de esgotamento sanitário o sistema de esgotamento sanitário compreende algumas unidades físicas que são dependentes entre si de modo a propiciar coleta transporte e encaminhamento ao tratamento de esgotos como o Rede coletora o Interceptor e Emissário o Sifão invertido o Estação elevatória o Estação de tratamento apresentada em blocos anteriores A rede coletora compreende uma rede de canalizações destinadas a conduzir e receber os esgotos produzidos pelas cidades sendo que a ligação da rede e dos edifícios é realizada por meio de uma tubulação denominada coletor predial Ela é constituída por coletores secundários que recebem os efluentes das ligações prediais e um coletor tronco responsável por coletar os fluidos dos coletores secundários e conduzilos a um interceptor ou emissário 95 A rede coletora engloba o estudo das bacias de contribuição o traçado de redes pré dimensionamento hidráulicosanitário das tubulações e identificação das tubulações e acessórios Para o dimensionamento do interceptor e emissário são necessárias informações sobre as alternativas de traçado estudo de viabilidade econômica definição do traçado identificação do traçado das tubulações e acessórios identificação de áreas de preservação permanente passagens de rios rodovias entre outros Os interceptores são responsáveis por receber os efluentes dos coletores tronco enquanto que o emissário transporta os efluentes à estação de tratamento ou mesmo ao lançamento direto ao corpo hídrico desde que respeitadas às condições estabelecidas nas normas vigentes A função do sifão invertido é desviar de algum obstáculo como por exemplo córregos rios galerias de águas pluviais adutoras linhas de metrô galerias de cabos elétricos ou de comunicação entre outros Por se tratar de uma solução dispendiosa uma vez que em alguns casos requer obras e intervenções complexas tais desvios se dão por meio do aprofundamento da tubulação somente no trecho do obstáculo A estação elevatória consiste nas instalações de transferência dos esgotos a partir de um ponto mais baixo para outro de cota mais elevada Para tanto são necessários estudos de viabilidade técnicoeconômica dimensionamento dos poços de sucção da elevatória bombeamento sistema hidráulico das tubulações identificação das tubulações rede elétrica local travessias áreas de proteção ambiental e passagens de rios As estações elevatórias transferem esgotos de um conduto instalado em uma cota mais baixa para outra mais alta As estações de tratamento são necessárias para remover as substâncias indesejáveis nos efluentes gerados e foram apresentadas no Bloco 4 96 Para a concepção de projetos de esgotamento sanitário são necessários estudos de viabilidade técnica econômica e ambiental das alternativas propostas à instalação do sistema São necessárias plantas gráficas da área de influência do sistema de esgotamento sanitário do sistema de abastecimento de água pavimentação energia elétrica do perfil hidráulico das instalações dentre outras informações pertinentes A concepção do projeto de sistema de esgotamento também conta com um memorial de cálculo que contempla a hidrologia hidrogeologia hidráulica eletromecânica orçamento das unidades O dimensionamento das redes coletoras e da infraestrutura do sistema de esgotamento sanitário é baseado em um conjunto de Normas Regulamentadoras dentre elas NBR 9648 Estudo de Concepção de Sistemas de Esgoto Sanitário define a partir do estudo dos arranjos de diferentes unidades que formam um sistema qual a melhor alternativa dos pontos de vista econômico financeiro e social NBR 9649 Projetos de Redes Coletoras de Esgoto Sanitário NBR 12207 Projetos de Interceptores de Esgoto Sanitário NBR 12208 Projetos de Estações Elevatórias de Esgoto Sanitário NBR 12209 Projeto de Estações de Tratamento Sanitário 52 Rede coletora de esgoto Segundo Tsutiya e Sobrinho 2011 e Nuvolari 2011 a rede coletora de esgotos compreende um conjunto de tubulações e dutos interligados desde as ligações prediais coletor de esgoto coletor principal coletor tronco coletor predial e órgãos acessórios que têm por objetivo receber as contribuições de esgotos domiciliares industriais entre outros e direcionálos a uma estação de tratamento O coletor de esgoto referese à tubulação destinada a receber contribuições prediais residências ao longo de sua extensão 97 O coletor principal recebe os efluentes provenientes do coleto de esgoto e portanto possui maior extensão podendo existir mais de uma unidade dependendo da vazão de esgoto O coletor tronco é a tubulação destinada a receber os efluentes apenas do coletor principal e portanto requer maior diâmetro e profundidade Estas unidades são providas de alguns órgãos acessórios como por exemplo poços de visita que correspondem a uma câmara que através de uma abertura na parte superior possibilita o acesso de técnicos para a realização de inspeção e manutenção Geralmente os poços de visita PV são instalados em pontos estratégicos da rede coletora como por exemplo no início de coletores nas mudanças de direção de declividade de diâmetro e de material na reunião de coletores e em locais onde há necessidade de degraus e tubos de queda Outras unidades presentes no sistema de esgotamento sanitário são as caixas de passagem que consistem de uma câmara em que não é permitido o acesso para visita de manutenção como ocorre nos PV porém permite a passagem de equipamentos de obstrução e limpeza Estas unidades podem substituir os PV em casos como alternância de direção de fluxo declividade mudança de diâmetro da tubulação e do material de concepção do coletor principal utilizado O terminal de limpeza TL é um tubo que possibilita a entrada de equipamentos de limpeza e pode substituir o PV no início dos coletores pontos a montante da rede Os tubos de inspeção e limpeza TIL são dispositivos não visitáveis que têm por objetivo a introdução de equipamentos de limpeza A rede coletora de esgoto é instalada de modo a se adaptar à topografia da cidade favorecendo o escoamento por gravidade Existem algumas configurações de traçado para os coletores principais coletor tronco e interceptor como a seguir segundo Tsutiya e Sobrinho 2011 98 Perpendicular configuração composta de vários coletores tronco independentes dispostos perpendicularmente ao curso dágua Nesse traçado um interceptor é utilizado para receber as contribuições dos coletores e encaminhar ao destino final Leque traçado típico de terrenos irregulares no qual os coletores troncos são dispostos na parte baixa das bacias e nele incidem os coletores secundários com um traçado em forma de uma espinha de peixe Radial traçado indicado aos terrenos planos no qual a região é dividida em setores independentes onde o esgoto é direcionado para pontos de concentração mais baixos e posteriormente enviados para setores vizinhos ou destino final através de uma estação elevatória A instalação das redes coletoras nas vias públicas depende da existência de algumas interferências como por exemplo redes de telefonia rede elétrica adutoras e rede de tubulação de gás Depende ainda da profundidade dos coletores do tráfego da via para evitar o rompimento da tubulação da largura da rua entre outros fatores Existem duas configurações para instalação de redes coletoras a rede simples que contempla apenas uma tubulação e a rede dupla com até duas tubulações paralelas A rede dupla é recomendada nos seguintes casos Vias de tráfego intenso com largura de ruas superior a 14 metros Vias que apresentem alguma interferência de forma que não seja possível o emprego de apenas uma tubulação principal Para diâmetro do coletor superior a DN 400 d400mm sendo necessária a utilização de tubulação de concreto que não está interligada à rede predial Para instalações com profundidade de 4 metros que inviabilizam as ligações prediais Esta configuração de rede pode ser instalada no passeio no terço ou uma rede no passeio e outra no terço da rua 99 Os sistemas de esgotamento sanitário são projetados considerandose o sistema separador absoluto em que as águas residuárias domésticas e industriais e as águas de infiltração água do subsolo que infiltra através das tubulações e órgãos acessórios veiculam em um sistema independente das águas pluviais A rede coletora recebe os seguintes tipos de efluentes Esgoto doméstico Águas de infiltração Resíduos líquidos industriais O dimensionamento das unidades do sistema depende da vazão de esgoto que está diretamente relacionada aos seguintes aspectos População da área de projeto Contribuição per capita Coeficiente de retorno esgotoágua De acordo com Tsutiya 2011 existem alguns métodos aplicáveis para o estudo demográfico dentre eles o método dos componentes demográficos métodos matemáticos e o método de extrapolação gráfica O método dos componentes demográficos considera as variáveis fecundidade mortalidade e migração de forma a prever a população futura a ser atendida pelo sistema de esgotos A relação matemática que expressa o crescimento populacional a partir deste método é dada pela equação a seguir lembrando que os parâmetros iniciais como P0 referem se aos dados do início do projeto ou seja tempo presente t0 e para o parâmetro P representa o tempo futuro que se deseja as previsões Pt Pt0 N M I E 100 Onde Pt população na data t t tempo futuro sobre o qual se deseja saber a previsão de dados populacionais Pt0 população na data inicial t0 t0 tempo presente sobre o qual se tem as informações de dados populacionais N nascimentos no período tt0 M óbitos I imigrantes no período E emigrantes no período NM crescimento vegetativo no período IE crescimento social no período Alguns estudos preveem densidade populacional em função das características urbanas bairros residenciais industriais e comerciais variando de 100 habha até 1000 habha sendo dados previstos para uma população inicial e futura Outro aspecto relevante para dimensionamento do sistema de esgotamento sanitário é a população flutuante referindose à população que utiliza esta infraestrutura em um curto período de tempo como em casos de turismo e hospedagem de veraneio De acordo com Jordão 1995 há uma correlação entre o consumo de água e a contribuição de efluentes gerados para a rede de esgotos sendo a contribuição per capita deste o consumo de água efetivo multiplicado pelo coeficiente de retorno Ele é o índice que relaciona o volume de esgotos lançados na rede coletora e o volume de água fornecido à população sendo que apenas uma parcela dessa água de abastecimento retorna à rede de esgoto 101 Este coeficiente também denominado como relação águaesgoto corresponde à relação entre o volume recebido na rede de esgoto sanitário e o volume de água efetivamente fornecido à população exceto a parte destinada a lavar veículos calçadas e ruas irrigar jardins utilizada em piscinas a parte que se infiltra no solo além dos usos industriais como por exemplo em caldeiras O coeficiente de retomo depende do tipo de residência alto ou baixo padrão condições de pavimentação das ruas tipo de clima dentre outros aspectos Valores típicos para o coeficiente de retomo variam em torno de 05 a 09 dependendo das condições locais Segundo Nuvolari 2011 a norma brasileira NBR 9649 recomenda utilizar um coeficiente de retorno de 08 Em áreas residenciais com maior predominância de jardins os valores são menores enquanto nas áreas com maior densidade populacional os valores tendem a ser mais elevados De acordo com Nuvolari 2011 podese adotar os seguintes valores típicos para a contribuição ao sistema de esgotos Esgotos domésticos 265 Lhabdia Infiltrações 125 Lhabdia Água pluvial 115 Lhabdia Contribuição máxima horária 800 Lhabdia Contribuição para projeto 1030 Lhabdia A taxa per capita de esgoto é outro parâmetro que precisa ser considerado no projeto de dimensionamento de redes de esgotamento sanitário Corresponde ao produto de dois parâmetros o coeficiente de retorno e taxa per capita de consumo de água excluída a parcela referente às perdas Este parâmetro é variável em função de aspectos culturais nível social saúde assim como clima hidrografia e serviço de abastecimento de águaDe acordo com Nuvolari 2011 o valor médio do consumo efetivo per capita de água varia em torno de 165 Lhabdia Outro parâmetro utilizado nos projetos de esgotamento sanitário são os coeficientes de variação de vazão k1 k2 e k3 102 K1 coeficiente do dia de maior demanda corresponde à relação entre o valor de maior demanda diária ocorrida no intervalo de um ano e a vazão diária média do mesmo período K2 coeficiente da hora de maior demanda relação entre a maior demanda horária no dia e a vazão média horária do mesmo período K3 coeficientes da hora de demanda mínima relação entre a menor demanda horária no intervalo de um ano e a demanda horária deste ano Caso não seja possível determinar os valores locais para os coeficientes k devese utilizar os seguintes valores k1 12 k2 15 e k3 05 Para determinar a vazão de esgoto Q é utilizada a expressão matemática abaixo que contempla a vazão de esgoto doméstico Qd contribuição por parte da população a parcela de infiltração de água no sistema I e a vazão de contribuição concentrada Qc que corresponde às vazões de hospitais indústrias escolas entre outras Q Qd 1 Qc A NBR 9649 recomenda a utilização de valores de 005 a 10 Lskm como taxa de infiltração para as redes coletoras de esgotos Aplicando a relação matemática acima para o cálculo da vazão de início a expressão que representa o dimensionamento considera os seguintes parâmetros Qi Vazão de esgoto sanitário inicial Ls Qdi Vazão doméstica de início de projeto Ls I Vazão de infiltração Ls Qc Vazão concentrada Ls K2 Coeficiente da hora de maior demanda k2 15 Qi k2 X Qdi 1 Qc 103 O valor de Qdi é determinado aplicando os coeficientes de consumo através da equação 𝑸𝒅 𝒊 𝐂 𝐏𝐢 𝐪𝐢 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐂 𝐚𝐢 𝐪𝐢 𝐝𝐢 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 Onde Pi População no início de projeto hab qi Consumo efetivo de água inicial Lhabdia di Densidade populacional inicial do projeto habha ai Área servida inicial do projeto ha C Coeficiente de retorno Da mesma forma é possível calcular a vazão final do projeto através dos equacionamentos abaixo Qf k1 X k2 X Qdf 1 Qc 𝑸𝒅 𝒇 𝐂 𝐏𝐟 𝐪𝐟 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐂 𝐚𝐟 𝐪𝐟 𝐝𝐟 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 Onde Pf População final de projeto hab qf Consumo efetivo de água final lhabdia C Coeficiente de retorno af Área servida final do projeto ha df Densidade populacional final do projeto habha k1 Coeficiente do dia de maior demanda k2 Coeficiente da hora de maior demanda 104 A taxa de contribuição inicial e final de esgoto por metro de tubulação é dada pela equação a seguir Taxa de contribuição linear para o início do plano Txi Lsm ou Lskm 𝑻𝒙 𝒊 𝒌𝟐 𝑸𝒅𝒊 𝑳𝒊 𝑰 Taxa de contribuição linear para o final do plano Txf Lsm ou Lskm 𝑻𝒙 𝒇 𝒌𝟏 𝒌𝟐 𝑸𝒅𝒇 𝑳𝒇 𝑰 Onde Li e Lf Comprimento da tubulação de esgoto inicial e final em m ou km I taxa de infiltração em Lsm ou Lskm A taxa de contribuição inicial e final de esgoto por área esgotada é dada pela equação a seguir Taxa de contribuição inicial Tai Lsha 𝑻𝒂 𝒊 𝒌𝟐 𝑸𝒅𝒊 𝒂𝒊 𝑰 Taxa de contribuição linear para o final do plano Taf lsha 𝑻𝒂 𝒇 𝒌𝟏 𝒌𝟐 𝑸𝒅𝒇 𝒂𝒇 𝑰 Onde ai e af Áreas de abrangência área esgotada do projeto inicial e final em I taxa de infiltração por unidade de área em Lsha Os coletores são projetados para atender a uma lâmina de água y igual a 075do para favorecer a ventilação na parte superior dos condutos e as variações de vazão 105 Para um coeficiente de Manning de n 0013 o diâmetro m da tubulação para satisfazer à máxima vazão esperada Qf em m3s e que atenda às condicionantes do projeto y075do é representada pela equação abaixo O resultado da expressão deve ser ajustado ao diâmetro comercial DN mais próximo do calculado d0 03145 X QfIo050375 O dimensionamento da rede coletora deve atender o critério da tensão trativa e da declividade mínima Para determinar a vazão inicial do projeto devese garantir uma tensão trativa tensão de arraste média 15Pa ou 015 kgfm2 que corresponde à Tensão Tangencial ou Cisalhante exercida pelo fluido sobre as paredes da tubulação Esta tensão atua no sentido de arrastar o material sedimentado de forma a promover a limpeza da tubulação A tensão trativa é determinada através da equação abaixo T δ X Rh X I0 Onde T Tensão trativa média Pa δ Peso específico do liquido 10000 Nm³ Rh Raio hidráulico m I0 Declividade do coletor mm A declividade mínima I0min que garante a limpeza da tubulação é determinada para um coeficiente de Manning n 0013 coeficiente relacionado à rugosidade do material da tubulação e tensão trativa T 01 Pa sendo representada pela expressão a seguir onde Qi é a vazão inicial m3s Esta declividade é importante para o dimensionamento de tubulações que suportem uma vazão de até 500 Ls para vazões superiores o próprio fluxo de esgoto garante o arraste de material sedimentado I0min 00055 X Qi 047 106 Onde I0min Declividade mínima do conduto em mm Qi Vazão inicial em Ls Exercício 1 NUVOLARI 2011 Calcular as vazões inicial e final o diâmetro e a declividade de um trecho de extensão L 180m dados os seguintes parâmetros Densidade populacional inicial di 180 habha Densidade populacional final df 210 habhá Consumo efetivo de água inicial e final qi qf 160 Lhabdia Coeficiente de retorno 08 Coeficiente do dia de maior consumo k1 12 Coeficiente da hora de maior consumo k1 15 Taxa de infiltração T1 00005 Lsm Comprimentos médios de tubulação inicial e final Li Lf 200 mha Contribuições inicial e final do trecho a montante Qi 127 Ls e Qf 197 Ls Cotas do terreno a montante 15260 e a jusante 15135 Profundidade mínima no trecho 120 m a Cálculo das vazões específicas e das vazões do trecho A equação da vazão média inicial em associação com a equação da taxa linear por metro de tubulação fica descrita da seguinte forma 𝑻𝒙 𝒊 𝑪 𝒌𝟐 𝐝𝐢 𝐪𝐢 𝑳𝒊 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝑰 𝟎 𝟖 𝟏 𝟓 𝟏𝟖𝟎 𝟏𝟔𝟎 𝟐𝟎𝟎 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝟎 𝟎𝟎𝟎𝟓 𝟎 𝟎𝟎𝟐𝟓 𝑳 𝒔 𝒎 107 A equação da vazão média final em associação com a equação da taxa linear por metro de tubulação fica descrita da seguinte forma 𝑻𝒙 𝒇 𝑪 𝒌𝟏 𝒌𝟐 𝐝𝐟 𝐪𝐟 𝑳𝒇 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝑰 𝟎 𝟖 𝟏 𝟐 𝟏 𝟓 𝟐𝟏𝟎 𝟏𝟔𝟎 𝟐𝟎𝟎 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝟎 𝟎𝟎𝟎𝟓 𝟎 𝟎𝟎𝟑𝟑 𝑳 𝒔 𝒎 As vazões do trecho onde a extensão do mesmo é de L 180m como dado no enunciado são Inicial Txi X L 00025 X 180 0450 Ls 0000450 m3s Final Txf X L 00033 X 180 0594 Ls 0000594 m3s b Determinação do diâmetro e declividade As contribuições inicial e final de montante Qi 137 Ls 000127m3s e Qf 197 Ls 000197 m3s dadas são utilizadas para determinar a vazão do trecho solicitado Qi 127 045 127 Ls Qf 197 0594 2564 Ls A declividade do terreno é determinada pela diferença entre a cota a montante e a jusante conforme a seguir Ioecon 15260 15135 0007mm A declividade mínima é determinada para a vazão mínima I0min 00055 X Qi 047 00055 X 17204700043 mm No caso acima devese adotar a maior declividade calculada ou seja a declividade a ser considerada é de 0007 mm O diâmetro da tubulação é calculado pela equação a seguir d0 03145 X QfIo050375 03145 X 000256400070538 0085 m Considerar o diâmetro nominal DN100 diâmetro comercial mais próximo do calculado 108 53 Interceptor e emissário Após realizado o traçado da rede coletora e definido o ponto de lançamento do esgoto o interceptor é projetado para receber os lançamentos da rede ao longo do seu comprimento Por definição o interceptor é uma canalização que recebe contribuições dos coletores ao longo de seu comprimento não recebendo ligações prediais diretas Geralmente estas tubulações são instaladas próximas a cursos dágua sendo estruturas caracterizadas pela defasagem das contribuições da qual resulta o amortecimento das vazões máximas Os interceptores que possuam pequenos diâmetros são dimensionados como redes coletoras conforme as diretrizes da norma NBR 96491986 da ABNT Os interceptores de maiores dimensões são dimensionados respeitando as orientações da norma NBR 12207 Projetos de Interceptores de Esgoto Sanitário Para cada trecho do interceptor devem ser estimadas as vazões inicial e final sendo que as contribuições são realizadas entre dois pontos onde se tem instalados os Poços de Visita PV Neste caso precisase contabilizar a vazão inicial de um determinado trecho n e a vazão final do trecho n Vazão inicial do trecho n Qin Qin1 Qia Onde Qin Vazão inicial do trecho n Qin1 Vazão inicial do trecho de montante Qia Vazão inicial do coletor afluente ao PV de montante do trecho n Vazão final do trecho n Qfn Qfn1 Qfa 109 Onde Qfn Vazão final do trecho n Qfn1 Vazão final do trecho de montante Qfa Vazão final do coletor afluente ao PV de montante do trecho n Para o cálculo de interceptores de grande porte devese levar em consideração o amortecimento das vazões de pico de trechos anteriores ao lançamento em emissários ou mesmo em outros interceptores por exemplo Para determinar esta vazão é preponderante considerar o coeficiente de reforço K que para vazões de esgoto inferiores a 750 Ls definese como k 18 Para vazões superiores a 750 Ls o valor utilizado é k 12 podendo também ser utilizada uma relação matemática como descrita a seguir onde Qm corresponde à vazão média de uso residencial comercial e também as vazões de infiltração 𝑲 𝟏 𝟐 𝟏𝟕 𝟒𝟒𝟖𝟓 𝑸𝒎 𝟎𝟓𝟎𝟗 Outra forma de atenuar as vazões máximas dos interceptores é com o uso de hidrogramas dos coletores das bacias contribuintes aos interceptores e posteriormente aos emissários O dimensionamento dos interceptores e emissários é realizado para o diâmetro do conduto e da declividade mínima em que o parâmetro tensão trativa adotado é de 15 Pa em função das maiores vazões conduzidas nestas tubulações O cálculo da declividade mínima para os condutos é dada pela equação a seguir onde Qi referese à vazão inicial m3s e I0 min em mm I0min 000035 X Qi 047 O diâmetro do conduto d0 é calculado a partir da equação a seguir considerando uma altura da lâmina de água máxima y de 080do lembrando que a partir do resultado obtido devese selecionar o diâmetro comercial mais próximo d0 03064 X QfIo050375 110 Outra estrutura empregada no transporte de esgotos sanitário é o sifão invertido que consiste em um dispositivo usado na transposição de obstáculos como por exemplo rios galerias de águas pluviais tubulação adutora de água linhas de metrô rede elétrica e de telefonia subterrânea entre outros 54 Estação elevatória de esgoto De acordo com Nuvolari 2011 a Estação Elevatória de Esgoto tem o intuito de descontinuar o fluxo em conduto livre sendo utilizada em terrenos planos e extensos evitandose que as canalizações atinjam profundidades excessivas para a instalação de novas tubulações nas áreas localizadas em cotas inferiores às existentes quando é necessária a reversão de esgotos na impossibilidade do fluxo seguir por gravidade A instalação das estações elevatórias depende do custo da área de implantação e disponibilidade de energia elétrica para acionamento das bombas além de facilidade de acesso A seleção do local mais adequado para a instalação de uma Estação Elevatória de Esgoto EEE deve reunir alguns aspectos tais como As dimensões do terreno devem ser compatíveis ao atendimento da situação atual e futura Baixo custo e viabilidade na desapropriação de terreno Disponibilidade de energia elétrica Facilidades de acesso Menor desnível geométrico Trajeto mais curto da tubulação de recalque Influências nas condições ambientais As estruturas constituintes de EEE são compostas de parte civil tubulações e equipamentos eletroeletrônicos como descritas a seguir BRASIL 2008 p 2429 111 Construção civil o Unidade de prétratamento Consiste em remoção de sólidos grosseiros provenientes do esgoto através de grades mecânicas ou manuais instaladas na entrada do poço de sucção com o objetivo de preservar as estruturas da EEE o Poço de sucção Consiste em estruturas que recebem as contribuições de esgoto que serão armazenadas para posterior bombeamento através do barrilete de sucção o Casa de bomba Contempla os motores de bombeamento Tubulações peças fundamentais na concepção de uma Estação Elevatória o Sucção Consiste em tubulações que interligam o poço de sucção até a conexão de sucção da bomba o Barrilete Tratase de um conjunto de peças e tubulações que interligam o poço de sucção até a conexão de sucção da bomba o Recalque Referese ao conjunto de tubulações que interligam a abertura de recalque da bomba à tubulação da adutora o Válvulas que podem ser de gaveta Recomendadas para isolar linhas de sucção e recalque em períodos de manutenção de tubulações o Retenção Recomendadas quando houver fluxo unidirecional evitando o retorno de esgoto a tubulação 112 Fonte BRASIL 2008 p 27 Figura 51 Tubulações e acessórios Equipamentos eletromecânicos o Bomba Tem por objetivo movimentar uma massa de fluido de um ponto mais baixo para uma cota superior o Motor o Quadro de comando o Sistema de controle operacional No mercado há disponíveis diferentes tipos de bombas hidráulicas utilizadas para o recalque dos esgotos e dentre elas destacamse as bombas centrífugas que transferem energia de uma fonte para o líquido a ser deslocado de um ponto mais baixo para o mais alto Os painéis de comando elétrico são essenciais para operar e supervisionar o sistema que compõe a estação elevatória de esgotos que para dimensionar são consideradas as vazões dos condutos afluentes à tomada da elevatória 113 As vazões de início e fim do projeto são descritas a seguir Qi k2 X Qim Inf Qci Onde Qim Vazão média de esgoto doméstico no início do projeto Inf Parcela de infiltração Qci Vazões concentradas de início de projeto Qf k1 X k2 X Qfm Inf Qcf Onde Qfm Vazão média de esgoto doméstico no final do projeto Inf Parcela de infiltração Qcf Vazões concentradas de final de projeto O conjunto elevatório é composto por bomba de elevação do líquido efluente a ser tratado esgoto e do motor de acionamento da referida bomba que tem por objetivo transportar o esgoto de uma cota inferior para um nível superior através das tubulações O sistema elevatório apresenta resistência à movimentação do líquido esgoto devido às perdas de carga nas tubulações e conexões existentes Já a perda de carga consiste na perda de energia que o fluido sofre durante o escoamento em uma determinada tubulação Essa resistência ao escoamento está diretamente relacionada ao atrito entre o fluido e a tubulação podendo ser maior ou menor em função de alguns aspectos como tipo de fluido viscosidade do fluido material da tubulação paredes rugosas acarretam maior turbulência diâmetro e quantidade de conexões registros dentre outros fatores existentes no trecho em questão 114 Em resumo podese dizer que Quanto maior o comprimento da tubulação maior será a perda de carga Quanto maior o diâmetro menor a perda de carga Quanto maior a velocidade do fluido maior a perda de carga Para exercer a movimentação do esgoto a ser transportado requerse a determinação da altura manométrica que representa o trabalho exercido pelo sistema elevatório Neste caso a potência necessária para realizar o transporte da cota inferior para a superior é dada pela equação a seguir onde P Potência em CV cavalo vapor 0986HP Peso específico do fluido Nm3 Q Vazão em m3 s HM Altura manométrica m Rendimento ou eficiência global 𝑷 𝛄 𝐐 𝑯𝑴 𝟕𝟑𝟓 𝟓 𝜼 De acordo com Nuvolari 2011 o parâmetro altura manométrica está relacionado às perdas de carga nas tubulações sendo que a escolha dos diâmetros destas tubulações envolve alguns critérios como pode ser observado a seguir Diâmetros de tubulação maiores acarretam menores velocidades e portanto menores perdas de carga sendo necessária uma potência menor Diâmetros de tubulações menores geram maiores velocidades e portanto maiores perdas de carga sendo necessária uma potência maior Conclusão Neste bloco foram apresentados os principais componentes de um sistema de esgotamento sanitário Dentre eles as redes coletoras responsáveis por coletar os efluentes gerados pelas indústrias contribuições domésticas e comerciais e o interceptor responsável por receber os efluentes dos coletores tronco enquanto que o emissário transporta os efluentes à estação de tratamento ou mesmo ao lançamento direto ao corpo hídrico desde que respeitadas às condições estabelecidas nas normas 115 O sifão invertido é uma estrutura necessária no sistema de esgotamento por ser responsável pelo desvio de possíveis obstáculos como por exemplo córregos rios galerias de águas pluviais adutoras linhas de metrô galerias de cabos elétricos ou de comunicação entre outros através do aprofundamento da tubulação somente no trecho do obstáculo Por fim foram apresentadas as estações elevatórias que são necessárias ao transporte de efluentes de um conduto instalado numa cota mais baixa para outra mais alta REFERÊNCIAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 12208 Projeto de Estações Elevatórias de Esgoto Sanitário Rio de Janeiro 1992 ABNT Associação Brasileira De Normas Técnicas NBR 9648 Estudo de Concepção de Sistemas de Esgoto Sanitário Rio de Janeiro RJ ABNT 1986 ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 9649 Projeto De Redes Coletoras De Esgoto Sanitário Procedimento Rio de Janeiro 1986 ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 12207 Projetos de Interceptores de Esgoto Sanitário Rio de Janeiro 1992 AZEVEDO NETO M F Fernandez R Araujo A E Manual de Hidráulica 8 ed São Paulo Edgard Blücher 1998 BRASIL Ministério das Cidades Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental Esgotamento sanitário operação e manutenção de estações elevatórias de esgotos guia do profissional em treinamento nível 1 Ministério das Cidades Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental org Brasília Ministério das Cidades 2008 JORDÃO E P PESSOA C A Tratamento de esgotos domésticos 3 ed Rio de Janeiro ABES 1995 MENDONÇA S R MENDONÇA L C Sistemas sustentáveis de esgotos 2 ed São Paulo Ed Edgard Blücher 2017 116 NUVOLARI A Esgoto Sanitário Coleta transporte tratamento e reúso agrícola 2011 2 ed São Paulo Edgard Blücher TSUTIYA M T SOBRINHO P A Coleta e Transporte de Esgoto Sanitário 3 ed São Paulo Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo 2011 117 6 REÚSO DE ÁGUA Olá aluno Neste bloco serão apresentados os principais conceitos relacionados ao reúso de água tipos e aplicações do reúso na agricultura uso doméstico e industrial Ainda neste bloco serão apresentados os principais aspectos do tratamento de esgotos urbanos para reúso de água e como isso é realizado na Estação de Tratamento Jesus Netto localizada na cidade de São Paulo 61 Conceitos sobre reúso de água O volume de água doce e limpa é escasso em todas as regiões do planeta devido ao excesso de consumo das reservas naturais associado ao aumento do crescimento populacional numa dinâmica tal que a reposição natural deste recurso é mais lenta que o consumo praticado Outro aspecto de grande importância é a contaminação antrópica dos recursos hídricos através do lançamento de efluentes domésticos e industriais não tratados contaminação de solo e água por defensivos agrícolas derramamento de substâncias poluidoras desmatamento de áreas de preservação Esses e outros aspectos comprometem a qualidade do fornecimento da água A irrigação corresponde a um consumo de água da ordem de 73 seguido da indústria com 21 e por fim o consumo doméstico por apenas 6 Estimase que cerca 50 da água utilizada na irrigação de grande porte é desperdiçada na sua condução distribuição e aplicação Diante deste panorama o reúso de água tem se mostrado uma alternativa promissora no que diz respeito à reutilização de águas tratadas ou não em diversos segmentos Segundo Hespanhol 2015 a prática de reúso é um importante instrumento de gestão de recursos hídricos para regiões mais propensas à escassez de água 118 A Agência Nacional de Águas ANA é o órgão regulador destinado a cumprir os objetivos da Lei das Águas Lei nº 9433 de 1997 Suas responsabilidades são Regular o acesso e o uso dos recursos hídricos de domínio da União aqueles que passam por mais de um estado brasileiro ou por território estrangeiro Realizar o monitoramento da situação dos recursos hídricos do Brasil Coordenar a implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos de forma a colaborar com os projetos e programas envolvendo a preservação dos recursos Elaborar estudos estratégicos como os Planos de Bacias Hidrográficas Todas as ações da ANA estão voltadas à preservação deste recurso em parceria com os órgãos federais e estaduais Dentre suas ações destacamse projetos de reúso de água De acordo com Telles 2010 reúso de água pode ser definido como o aproveitamento de águas residuárias após o tratamento convencional podendo este absterse ou não de tratamentos adicionais dependendo da aplicação pretendida para a água de reúso A Resolução CNRH nº 542005 define águas residuárias como os esgotos a água descartada os efluentes líquidos de edificações indústrias agroindústrias e agropecuária tratados ou não Essas águas residuárias podem ser composição diversa devido à grande variedade de poluentes que se não removidos podem ocasionar danos ao meio ambiente como problemas de saúde pública Esta mesma resolução define ainda o reúso de água como uma forma de aplicação de águas residuárias mediante um tratamento dependendo do uso final pretendido É uma alternativa eficiente de utilização de águas de qualidade inferior para usos menos nobres como por exemplo aplicação na indústria para geração de energia e resfriamento de equipamentos ou para fins urbanos como a lavagem de ruas e praças ou e na agricultura para a irrigação A técnica de reúso apresenta como principal vantagem a preservação de água potável principalmente para o atendimento prioritário abastecimento humano que requer critérios rígidos de potabilidade 119 Segundo Hespanhol 2002 e Bernardi 2003 a correta implantação e operação de práticas de reúso colabora para a minimização da descarga de esgoto nos corpos hídricos a preservação dos recursos subterrâneos preservação do solo via o aumento da produção de alimentos irrigação agrícola redução da captação de águas superficiais e subterrâneas o aumento da disponibilidade de água para usos mais nobres como abastecimento público possibilitando a redução do uso de fertilizantes e favorecendo o a aumento da produtividade agrícola Dentre os benefícios econômicos destacamse conformidade legal no que se refere a padrões e normas ambientais vigentes de forma a aumentar as possibilidades de exportação de produtos brasileiros mudanças nos hábitos de consumo redução dos custos de produção e melhoria na competitividade Tornase também uma estratégia de marketing para a empresa através do reconhecimento de empresas socialmente responsáveis possibilidades de incentivos governamentais e redução de custos na cobrança pelo uso da água No que concerne aos benefícios sociais podese exemplificar a possibilidade de ampliação da oportunidade de negócios para as empresas e o aumento na geração de empregos diretos e indiretos 62 Tipos de reúso de água Segundo Telles 2010 Mancuso e Santos 2003 o reúso de água pode ser classificado em uso direto ou indireto conforme definidos a seguir Reúso indireto não planejado da água neste caso o efluente tratado ou não é descarregado no meio ambiente e utilizado posteriormente a jusante em sua forma diluída de maneira não intencional e não controlada A água ao percorrer o recurso hídrico ao qual foi lançada e até o próximo ponto de captação será submetida apenas às ações naturais do ciclo hidrológico autodepuração e diluição da carga orgânica 120 Reúso indireto planejado da água neste caso os efluentes após tratamento são lançados de forma planejada nos corpos de águas superficiais ou subterrâneas podendo ser utilizados a jusante Nesta modalidade inferese que haja controle sobre novos lançamentos de efluentes ao logo do recurso hídrico de forma que este novo descarte esteja nas mesmas condições do anterior atendendo assim aos requisitos de qualidade do reúso pretendido Reúso direto de água tratase do uso planejado da água de reúso direcionada diretamente ao local de utilização sem lançamento ou diluição prévia no meio ambiente É a forma de reúso mais empregada sendo aplicada na indústria e para irrigação A Resolução CNRH nº 542005 no artigo 3º estabelece que o reúso direto não potável de água contempla aplicações urbanas agrícolas ambientais industriais conforme descrito abaixo BRASIL 2006 p 2 I reúso para fins urbanos utilização de água de reúso para fins de irrigação paisagística lavagem de logradouros públicos e veículos desobstrução de tubulações construção civil edificações combate a incêndio dentro da área urbana II reúso para fins agrícolas e florestais aplicação de água de reúso para produção agrícola e cultivo de florestas plantadas III reúso para fins ambientais utilização de água de reúso para implantação de projetos de recuperação do meio ambiente IV reúso para fins industriais utilização de água de reúso em processos atividades e operações industriais e V reúso na aquicultura utilização de água de reúso para a criação de animais ou cultivo de vegetais aquáticos Reciclagem de água é o reúso interno da água antes de sua descarga em um sistema de tratamento ou outro local de disposição É utilizada como fonte suplementar de abastecimento à aplicação original Tratase de um caso particular do reúso direto 121 De acordo com Westerhoff 1984 o reúso de água pode ser classificado em duas grandes categorias potável e não potável Reúso potável direto após o tratamento avançado do efluente a água é reutilizada diretamente no sistema de água potável Reúso potável indireto neste caso o esgoto póstratamento é despejado nos recursos hídricos para diluição e depuração natural para ser captado tratado e utilizado como água potável De acordo com Hespanhol 2015 Reúso potável indireto não planejado neste caso o efluente é lançado no recurso hídrico a montante e posteriormente captado a jusante para abastecimento público mediante tratamento de forma a garantir a potabilidade da água A Figura 61 mostra um esquema de cenário deste sistema de reúso Fonte Hespanhol 2015 p 66 Figura 61 Sistema de reúso potável indireto não planejado 122 Reúso potável indireto planejado de acordo com Hespanhol 2015 este sistema requer um tratamento secundário de esgoto recomendado lodos ativados seguido de tratamentos avançados antes do lançamento no recurso hídrico receptor Este recurso hídrico receptor pode ser denominado como Atenuadores Ambientais AA por ser empregado para promover a diluição de poluentes residuais em efluentes tratados Isso significou uma melhoria no tempo de resposta em caso de problemas ocasionados em sistema avançado de tratamento dar a sensação de aumento da qualidade da água garantir uma recarga nos aquíferos entre outros Muito embora seja um sistema atrativo no que diz respeito à conservação de recursos hídricos os corpos dágua superficiais encontramse poluídos no Brasil de forma a não permitir que funcionem como atenuadores dos efeitos gerados pelo lançamento de efluentes Devido à falta de conhecimento científico e técnico sobre a recarga de aquíferos esta prática tem sido evitada no Brasil A implantação de sistemas planejado de reúso potável indireto é uma prática muito utilizada em países europeus o que não tem sido aplicado no Brasil devido às condições técnicas e de saúde pública A Figura 62 apresenta um esquema do sistema de reúso potável indireto não planejado Fonte Adaptado de Tchobanoglous et al 2011 apud Hespanhol 2015 p 67 Figura 62 Sistema de reúso potável indireto não planejado 123 Reúso potável direto no sistema de reúso potável direto o efluente após tratamento avançado poderá ser introduzido diretamente num sistema público de tratamento e distribuição de água ETA sem uma prévia passagem por atenuadores ambientais A Figura 63 apresenta um esquema do sistema de reúso potável direto onde se observa a necessidade de tratamento secundário e avançado seguido de uma passagem por uma câmara para balanceamento químico quando não ocorrer complementação por uma fonte de água superficial ou subterrânea e posteriormente por um reservatório de retenção antes de ser direcionado a uma ETA O reservatório de retenção pode ser natural lago ou reservatório ou artificial sendo projetado para funcionar como um sistema intermediário entre o tratamento de esgoto e o tratamento de água Segundo Hespanhol 2015 o reservatório tem o papel de compensar a variabilidade entre oferta e demanda de água balancear a variação de qualidade de água e garantir um tempo para verificar alguma intercorrência no sistema de distribuição de água Fonte Adaptado de Tchobanoglous et al 2011 apud Hespanhol 2015 p 70 Figura 63 Sistema de reúso potável direto 124 A Figura 64 mostra um sistema composto por três reservatórios de retenção de água potável a partir de um sistema de tratamento avançado sendo que um destinase ao abastecimento do sistema de distribuição de água um segundo para testes de qualidade e outro destinado ao enchimento Fonte Adaptado de ATSE 2013 apud Hespanhol 2015 p 71 Figura 64 Reservatório de retenção e de certificação 63 Reúso de água agrícola industrial e urbana O setor agrícola corresponde ao consumo de cerca de 70 da água no Brasil Mediante este panorama o reúso de água é uma fonte alternativa de abastecimento ao referido setor devendo receber uma atenção prioritária uma vez que esta prática busca minimizar o consumo de águas mais nobres nessa atividade Dentre as vantagens do sistema de reúso em aplicações agrícolas destacamse a racionalização do uso de água bruta controle de poluição reciclagem de efluentes utilização do efluente como forma de fertilizante poupando o uso de compostos sintéticos conservação do solo e aumento da produtividade agrícola mediante a irrigação de culturas com o esgoto doméstico bem como da área cultivável como apresenta a Tabela 61 125 Tabela 61 Aumento de produtividade agrícola tonhaano através da irrigação com diferentes tipos de efluentes Irrigação efetuada com Trigo 8 anos Feijão 5 anos Arroz 7 anos Esgoto bruto 334 09 297 Efluente primário 345 087 294 Efluente de lagoa de estabilização 345 078 298 Água NPK 27 072 203 Fonte Shende 1985 apud Hespanhol 2001 p 82 A utilização de água de reúso para fins agrícolas pode acarretar riscos biológicos uma vez que a água residuária esgoto pode conter microorganismos patogênicos e dessa forma alguns parâmetros precisam ser atendidos para aplicação desse recurso na irrigação sendo esses os que afetam principalmente a conservação do solo e o rendimento e qualidade das culturas A qualidade da água é definida a partir de critérios de salinidade sodicidade toxicidade entre outros As características dos efluentes estão diretamente relacionadas ao processo de tratamento usado e mediante um controle de qualidade os esgotos são uma fonte segura de nutrientes para o bom desenvolvimento das culturas ANDRADE e BRITO 2010 TELLES 2003 A Tabela 62 apresenta as características típicas de efluentes com vistas ao aproveitamento agrícola Os critérios para aplicação de efluentes na irrigação foram desenvolvidos pela Organização Mundial de Saúde OMS a partir de estudos epidemiológicos e de remoção de organismos patogênicos a partir de sistemas de tratamento biológicos principalmente as lagoas de estabilização 126 Tabela 62 Caracterização resumida de efluentes com vistas ao aproveitamento agrícola Fonte Telles 2003 A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos USEPA elaborou diretrizes para a aplicação de efluentes na irrigação agrícola como apresentado na Tabela 63 com a finalidade de diminuir os riscos associados tanto à saúde do trabalhador como dos consumidores dos alimentos produzidos a partir do reúso de água 127 Tabela 63 Diretrizes da USEPA para a irrigação agrícola de esgotos sanitários Legenda ND não detectável 1 Culturas alimentícias processadas comercialmente são aquelas que recebem processamento físico ou químico prévio à comercialização suficiente para destruição de patógenos 2 O consumo de culturas irrigadas não deve ser permitido antes de 15 dias após a irrigação desinfecção mais rigorosa Fonte Adaptado de USEPA 1992 De acordo com Vasconcelos 2009 para qualquer cultura é indicada a irrigação com águas residuárias Entretanto recomendase priorizar a prática para culturas de alimentos que não sejam consumidos in natura mas que sejam processados industrialmente As altas temperaturas do processamento contribuem para a redução do risco de contaminação por organismos patogênicos Segundo Hespanhol 2001 a utilização de esgotos tratados na irrigação pode ser realizada através de alguns métodos de maneira a minimizar os riscos à saúde pública conforme descrito a seguir e apresentado na Tabela 64 128 Por inundação ou canais laterais de forma a irrigar toda a superfície do solo Por sulcos irrigando uma parcela da superfície do solo Por aspersores irrigação semelhante ao processo de precipitação Por irrigação subsuperficial em que uma pequena parcela do solo é irrigada permitindo a saturação do subsolo Por irrigação localizada na qual a água é aplicada a cada planta individualmente num fluxo ajustável Tabela 64 Fatores que afetam a escolha do processo de irrigação e as medidas protetivas requeridas quando se utiliza esgotos Fonte Kandiah 1994 apud Hespanhol 2001 p 92 Os elevados custos da água industrial têm requerido por parte desse setor considerar alternativas de abastecimento de água através de sistemas de reúso As aplicações industriais de melhor viabilidade são na construção civil na preparação e cura do concreto e na compactação do solo nas torres de resfriamento nas caldeiras na irrigação de áreas verdes instaladas em áreas industriais na lavagem de pisos e alguns tipos de peças além de diversos processos industriais Métodos de Irrigação Fatores que afetam a escolha do método Proteção necessária Inundação Menores custos pois dispensa a necessidade do nivelamento do terreno Proteção completa para operários agrícolas consumidores e manuseadores de culturas Sulcos Baixo custo entretanto o nivelamento do terreno pode ser necessário Proteção para operários agrícolas possivelmente necessária para consumidores e manuseadores de culturas Aspersores Média eficiência do uso da água dispensado a necessidade do nivelamento do terreno Algumas culturas da Categoria B principalmente árvores frutíferas são excluídas distância mínima de 100 metros de casas e estradas Localizada Custos elevados elevada eficiência no uso da água alta produtividade agrícola Filtração para evitar entupimento de orifícios 129 Entre os benefícios ambientais da utilização de água de reúso na indústria podese destacar redução no lançamento de efluentes industriais em recursos hídricos redução do volume de captação de águas brutas superficiais e subterrâneas melhoria na competitividade de produtos no mercado internacional além de benefícios sociais uma vez que se torna uma oportunidade de negócios mediante fornecimento de equipamentos e serviços para o setor e geração de empregos diretos e indiretos Segundo Telles 2010 o reúso de água na indústria pode ser aplicado diretamente no produto como matériaprima ou como meio de transporte em sistemas de refrigeração fonte de vapor agente de limpeza produção de energia entre outras aplicações Mancuso e Santos 2003 afirmam que o reúso pode ser realizado de duas maneiras o macroexterno onde o efluente é tratado em uma ETE Estação de Tratamento de Esgoto e o macrointerno onde o efluente é tratado na própria indústria Em ambos os casos a aplicação da água de reúso se dá através de sistemas de resfriamento caldeiras lavagens de peças e equipamentos na irrigação de áreas verdes externas além da utilização nos processos industriais No reúso macroexterno as torres de resfriamento e lavagem de áreas de verdes entre outros não requerem uma água de boa qualidade sendo necessário um tratamento simplificado do efluente desde que evite a proliferação de microrganismos incrustações e corrosões enquanto que para usos específicos como lavagem de gases de chaminé e na produção de vapor há requisitos de qualidade mais restritivos Muitas corporações já aplicam o uso racional de água através do reúso de efluentes dentro da própria empresa macrointerno de forma a retornar o efluente no próprio processo produtivo galvanoplastia pintura automotiva Caso não seja possível o aproveitamento deste recurso podem ser utilizados para usos menos nobres como lavagem de peças de pisos e aplicações sanitárias O reúso macrointerno pode ainda ser realizado de duas formas 130 Reúso em cascata o efluente gerado na indústria é aplicado no processo subsequente de forma que é prérequisito que a qualidade do mesmo seja compatível com o novo uso Neste tipo de aplicação devese realizar um monitoramento da qualidade da água de reúso entre eles a condutividade elétrica teor de sais dissolvidos carga orgânica pH turbidez além de outros parâmetros para evitar problemas no processo Reúso de efluente tratado o efluente gerado dentro da planta é submetido a um tratamento e aproveitado neste mesmo local desde que a qualidade seja compatível com a requisitada pelo processo Neste caso requerse um estudo de viabilidade econômico uma vez que dependendo do tipo de tratamento necessário este possa inviabilizar a aplicação no processo O setor de cervejas e refrigerantes é responsável pelo grande consumo de água no Brasil uma vez que é o quinto maior produtor no mundo O processo produtivo de cerveja contempla as etapas de fermentação pasteurização e gaseificação de um mosto de cevada Segundo Santos e Ribeiro 2005 consistem na obtenção de malte mediante adição de água para início do processo de germinação de sementes que após o processo de secagem dá origem ao malte O processo segue pelo preparo do mosto de cerveja que se pretende iniciar a fermentação que é dividida em duas fases a aeróbia com formação de levedos e a anaeróbia que corresponde à fermentação que passa por um processo de controle de temperatura resfriamento para mantêla em torno de 5 C O processamento da cerveja contempla as etapas de maturação para ocorrer a decantação de microrganismos e substâncias indesejáveis a filtração para garantir a limpidez da cerveja e a carbonatação que se trata da gaseificação com CO2 produzido na etapa de fermentação Por fim devese efetuar o envase do produto que requer as lavagens das garrafas e o envase propriamente dito seguido da pasteurização das mesmas para garantir a estabilização microbiológica 131 Observase que em grande parte das etapas produtivas requerse o consumo de água e em grande parte de boa qualidade pois está inserida no produto final e também para usos menos exigentes como citado lavagem das garrafas geração de vapor etc Como a demanda por água neste setor é significativa temse que pensar nos impactos econômicos para a obtenção da mesma De acordo com Santos e Ribeiro 2005 a distribuição de água no setor pode ser representada da seguinte forma 44 para lavagem de garrafas 20 na preparação do mosto 11 nos sistemas de refrigeração e 25 para outros usos geração de vapor usos sanitários etc Em grande parte destas etapas é possível que se faça uso de água de reúso Dentre elas destacamse o Lavagem de garrafas no reúso direto em cascata contracorrente ou através da utilização de uma etapa de prélavagem com o efluente gerado da etapa de lavagem das garrafas possibilitando uma economia de 30 do consumo de água o Processo de pasteurização uma vez que o efluente desta etapa está numa temperatura mais elevada que a água bruta Esta requer apenas uma etapa de refrigeração Após o resfriamento a água retorna ao ciclo sendo necessário complementar com uma pequena quantidade de água que se perdeu pelo processo de evaporação obtendose uma economia em torno de 80 o Limpeza de equipamentos para este processo há o consumo de água energia e produtos químicos gerando uma grande quantidade de efluente Para tanto recomendase que se faça a limpeza a seco utilizando ar comprimido por exemplo e a reutilização da solução de limpeza utilizada o Envase para o processo de enchimento das garrafas utilizamse bombas que removem o ar antes da entrada da bebida utilizando jatos de água para reduzir a pressão negativa da tubulação Este procedimento acarreta no desperdício de água cerca de 50 pois há uma parcela que sai junto com o ar que é removido do interior das garrafas Recomendase a instalação de um tanque de recuperação de água para que esta retorne ao ciclo 132 o Na limpeza dos pisos recomendase a utilização de equipamentos de alta pressão e baixa vazão e a utilização de efluentes de outras etapas do processo No que concerne ao reúso urbano os usos potenciais são o irrigação de jardins e parques o lavagem de ruas o torres de resfriamento o parques e cemitérios o descarga em toaletes o lavagem de frotas veículos trens aviões etc o reserva de incêndio o construção civil compactação do solo controle de poeira lavagem de agregados produção de concreto o limpeza de tubulações o sistemas decorativos espelhos dágua chafarizes fontes luminosas etc 64 Reúso de água projetos A Companhia de Saneamento da cidade de São Paulo SABESP iniciou um projeto em 1998 para a produção de água de reúso a partir da Estação de Tratamento de Esgotos convencional ETE Jesus Netto que atualmente produz água de reúso para fornecimento à indústria têxtil Coats Corrente além de outras indústrias de diversos segmentos Em decorrência de uma parceria com o setor privado o projeto Aquapolo Ambiental foi desenvolvido com o objetivo de aproveitar os esgotos tratados da Estação de Tratamento de Esgotos ABC da Sabesp no Polo Petroquímico da Região do Grande ABC transportada por uma rede de aproximadamente 17 km É reconhecido com o maior empreendimento para a produção de água de reúso industrial na América do Sul destinando cerca de 1 bilhão de litros de água por mês ao Polo Petroquímico 133 A água de reúso produzida pela ETE Jesus Netto é realizada a partir de efluente do decantador secundário que após ser submetido a um processo físico químico uma desinfecção está apta a ser aplicada em fins industriais Do processo biológico o efluente passa pela etapa de coagulação floculação e sedimentação Há que se ressaltar que o processo de tratamento de efluentes da ETE é composto por duas frentes de tratamento secundário sistema de lodo ativado e sistema combinado de reator anaeróbio filtro biológico que se juntam para serem submetidos a um processo de filtração O sistema de lodo ativado é composto por Decantação primária Tanque de aeração Decantação secundária Adição de coagulante policloreto e desinfeção hipoclorito de sódio Tanque de desinfeção Reservatório de água O sistema combinado consiste de Reator anaeróbio de fluxo ascendente Câmara de aeração Filtro biológico em série Adição de coagulante e desinfecção Tanque de desinfeção Reservatório de água A filtração é constituída de duas linhas interligadas para coletar os efluentes dos dois tanques de desinfecção e posteriormente seguir para um sistema de filtração final composto por filtros de pressão preenchidos com areia e antracito 134 Na Região Metropolitana de São Paulo o projeto denominado Aquapolo Ambiental que consiste de um empreendimento voltado ao aproveitamento de água de reúso para fins industriais fornece cerca de 650 litrossegundo de água para o Polo Petroquímico de Capuava na Região do ABC Paulista A ETE originalmente trata os esgotos e devolvia cerca de 2000 litros de efluentes tratados ao córrego dos meninos manancial de destino do esgoto tratado Com a participação deste projeto uma parcela é destinada ao uso industrial garantindo redução de custos para os processos operacionais e promovendo a conservação ambiental Os parâmetros e qualidade da água necessários para o uso industrial são determinadas pelo próprio Polo Petroquímico que a utiliza para limpar torres de resfriamento e caldeiras podendo ainda ser aplicadas na irrigação lavagem de aeronaves pátios e ruas desobstrução de esgoto construção civil entre outras aplicações não potáveis A água produzida é transportada da ETE localizada na cidade de São Paulo passando pelas cidades de São Caetano e Santo André através de uma adutora de 17km até chegar em Mauá Capuava Após essa etapa a água é redistribuída aos diversos consumidores finais O uso industrial da água de reúso tem sido alvo de grande interesse principalmente pelo benefício econômico por se tratar de uma alternativa menos dispendiosa que a água potável Entretanto requer um controle de qualidade para evitar problemas de manutenção como incrustações que são depósitos salinos devido à precipitação de sais a corrosão metálica decorrente da presença de sólidos dissolvidos totais aumenta a condutividade elétrica da solução de forma acelerar as reações de corrosão a temperatura das torres de resfriamento proporciona um ambiente propício ao desenvolvimento de microrganismos que podem ser depositados no trocador de calor interferindo no fluxo de água do processo além de outros problemas 135 65 Legislação aplicada O Brasil dispõe de duas normas que tratam do reúso de água a Resolução CNRH nº 542005 e a Norma NBR 139691997 que embora não trate especificamente de reúso define as classes de água de reúso e estabelece padrões de qualidade para os usos previstos Essa norma considera todos os usos preponderantes para a água de reúso oriunda de esgoto tratado tais como lavagens de pias calçadas carros irrigação de jardins descarga de banheiros entre outros em função das classes definidas como descrito a seguir Classe 1 Lavagem de carros e outros usos Classe 2 Lavagens de pisos calçadas e irrigação dos jardins manutenção dos lagos e canais para fins paisagísticos exceto chafarizes Classe 3 Reúso nas descargas dos vasos sanitários Classe 4 Reúso nos pomares cereais forragens pastagens para gados e outros cultivos através de escoamento superficial ou por sistema de irrigação pontual O Conselho Nacional de Recursos Hídricos CNRH na resolução Nº 54 de 28 de novembro de 2005 descreve quatro modalidades para prática de reúso direto não potável para uso agrícola ambiental industrial e aquicultura Mediante a importância do tema a Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT criou a NBR 1552707 destinada ao aproveitamento de água de chuva para áreas urbanas e fins não potáveis Segundo a norma o aproveitamento de água de chuva se aplica a usos não potáveis sendo utilizadas após tratamento em descargas em bacias sanitárias irrigação de gramados e plantas ornamentais lavagem de veículos limpeza de calçadas e ruas limpeza de pátios espelhos dágua e usos industriais entre outros Algumas normativas municipais tratam da questão do reúso como por exemplo a Lei nº 132762002 da cidade de São Paulo que torna obrigatória a execução de reservatório para as águas coletadas por coberturas e pavimentos nos lotes edificados ou não que tenham área impermeabilizada superior a 500m² entretanto não apresentam nenhuma orientação técnica para a sua aplicação 136 Conclusão Neste bloco foram apresentadas as principais características tipos e aplicações para o reúso de água do qual para fins industriais e agrícolas são uma das principais alternativas para economizar água e preservar as reservas naturais O aproveitamento de água de reúso na agricultura pode ocorrer de várias formas principalmente no processo de irrigação O reúso de água industrial tem se mostrado muito vantajoso em relação aos aspectos ambientais e econômicos A RMSP possui projetos de aproveitamento de reúso de água que estão sendo amplamente utilizados pelas indústrias da região e trazendo benefícios diversos a conservação do meio ambiente e redução de custos nos processos produtivos REFERÊNCIAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 13969 Tanques sépticos Unidades de tratamento complementar disposição final dos efluentes líquidos Projeto construção e operação Rio de Janeiro 1997 ANDRADE C L T BRITO R A L Irrigação Versão Eletrônica 6 ed Embrapa Milho e Sorgo 2010 Disponível em httpsainfocnptiaembrapabrdigitalbitstreamitem270371Plantiopdf Acesso em 7 ago 2019 BERNARDI C C Reúso de água para irrigação Monografia SEAFGVECOBUSINESS SCHOOL Brasília 2003 BRAGA B et al Introdução a engenharia ambiental o desafio do desenvolvimento sustentável 2 ed São Paulo Pearson 2005 BRASIL Ministério do Meio Ambiente Resolução CNRH nº 54 de 28 nov 2005 Estabelece diretrizes e critérios gerais para a prática de reúso direto não potável de água Diário Oficial da República Federativa do Brasil Brasília DF 9 mar 2006 137 HESPANHOL I Potencial de Reúso de Água no Brasil Agricultura Indústria Municípios Recarga de Aquíferos RBRH Revista Brasileira de Recursos Hídricos Volume 7 n4 7595 2001 HESPANHOL I A Inexorabilidade de reúso potável direto Revista DAE Sabesp 6382 2015 HESPANHOL I Reúso potável direto e o desafio dos poluentes emergentes Revista USP São Paulo n 106 p 7994 2015 MANCUSO P C S SANTOS H F org Reúso de Água 1 ed São Paulo Editora Manole 2003 SANTOS M S RIBEIRO F M Cervejas e Refrigerantes São Paulo CETESB 2005 Disponível em httpswwwcrq4orgbrdownloadscervejasrefrigerantespdf Acesso em 7 ago 2019 SHENDE G B Status of Wastewater Treatment and Agricultural Reuse with Special Reference to Indian Experience and Research and Development Needs In PESCOD M B Arar A ed Proceedings of the FAO Seminar on the Treatment and Use of Sewage Effluents for Irrigation Nicosia Cyprus 79 October Butterworths London 1985 TELLES D D COSTA R P Reúso da água Conceitos teorias e práticas 2 ed São Paulo Blucher 2010 USEPA United States Environment Protection Agency Guidelines for Water Reuse Technical Report Nº EPA625R92004 Washington USEPA 1992 VASCONCELOS Y Irrigação Alternativa Pesquisa FAPESP n 166 p 7275 2009 Disponível em httpsrevistapesquisafapespbr20091201folheieaed166 Acesso em 7 ago 2019 WESTERHOFF G P Un update of research needs for water reuse In Water reuse symposium 3º Proceedings San Diego Califórnia 1984