Sistemas de Tratamento para Reúso de Água
- Em geral, os sistemas de reúso de água realizam o tratamento de águas menos nobres para o seu reaproveitamento para fins não-potáveis, tais como irrigação, lavagem e limpeza, e descarga sanitária dentre outros.
A NBR 13969 (ABNT,1997) aborda a utilização de efluentes tratados com qualidade não potável em atividades como irrigação dos jardins, lavagens de pisos e de veículos, descarga de bacias sanitárias, etc.
- Além disso, a norma cita que o sistema de reúso deve ser planejado definindo-se os usos previstos do esgoto tratado, o volume a ser reutilizado, o grau de tratamento necessário, o sistema de reservação e distribuição,bem como, o manual de operação e treinamento dos responsáveis.
A referida resolução cita também a utilização de reúso de água em edificações, porém não estabelece as diretrizes, os critérios e os parâmetros específicos. Além disso, também ficou estabelecido que a atividade de reúso de água seja informada ao órgão gestor de recursos hídricos, para fins cadastrais, devendo conter:
- Identificação do produtor, distribuidor ou usuário;
- Localização geográfica da origem e destinação da água de reúso;
- Especificação da finalidade da produção e do reúso de água; e,
- Vazão e volume diário de água de reúso produzida, distribuída ou utilizada.
Cabe ressaltar que a maioria dos estudos utilizam os parâmetros apresentados na Portaria nº 518 (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2004), apesar destes parâmetros serem destinados a potabilidade da água para consumo humano.
- Segundo Crook (1998), o monitoramento da qualidade da água envolve decisões como: seleção dos parâmetros de qualidade, limites de concentração, freqüência de coleta da amostra, etc. No esgoto recuperado, é praticamente impossível monitorar todos os produtos químicos e organismos patogênicos.
Portanto, deve-se monitorar os indicadores mais importantes, como por exemplo, os vírus, devido a sua capacidade de iniciar uma infecção em baixos níveis de concentração. Estes organismos podem ser removidos, destruídos ou inativados através de filtração e desinfecção, conforme será destacado nos próximos itens.
- Segundo Mujeriego e Asano (1999), os tratamentos de esgoto convencionais e avançados consistem em uma combinação de processos físicos, químicos e biológicos para remover sedimentos, sólidos suspensos e dissolvidos, matéria orgânica, metais, nutrientes e patogênicos do esgoto, e a maioria do esgoto recuperado e tecnologias de reúso são essencialmente derivados desses tratamentos.
Avaliando-se as tecnologias de recuperação de esgotos, deve-se principalmente levar em consideração a confiabilidade operacional de cada unidade de processo e a capacidade do sistema de tratamento fornecer água recuperada que satisfaça os critérios de reúso de água já estabelecidos.
- Em certos casos, processos e operações de tratamento adicional podem ser exigidos, como por exemplo remoção de contaminantes químicos e remoção ou inativação dos patogênicos microbiológicos.
A promoção de tecnologias de recuperação de esgoto, como adsorção de carbono ativado, oxidação avançada e osmose reversa podem gerar água de alta qualidade e o produto obtido é então designado água repurificada. Atualmente, pode-se, tecnicamente, produzir esgoto recuperado com qualquer qualidade desejada.
- Depois dos processos de tratamento biológico convencional (tanques de oxidação), tratamentos avançados ou terciários podem ser aplicados para remover contaminantes suspensos e dissolvidos, nutrientes, metais específicos, e outros constituintes nocivos.
Como os organismos patogênicos estão associados com partículas, a filtração é um processo efetivo para reduzir a concentração de patogênicos em esgotos, e produzir um pré-tratamento eficiente para a desinfecção.
- A filtração é especificada como um processo de tratamento em muitas aplicações, devido o seu efeito favorável na remoção de partículas e de desinfecção. Se a água for tratada por carbono ativado, troca de íons, ou osmose reversa, a filtração é usada para reduzir sólidos. A desinfecção é um componente essencial na recuperação de esgoto e sistemas de tratamento de reúso. O objetivo do processo de desinfecção é inativar e/ou destruir organismos patogênicos.
As práticas de desinfecção química estão baseadas na adição de agentes de desinfecção como cloro, ozônio, peróxido de hidrogênio e radiação ultravioleta, para que seja controlado o gosto e o odor além de oxidar o Ferro, o Manganês e H2S.
- O tipo mais comum de sistema de desinfecção é o uso de cloro em dosagens que variam de 5 a 15 mg/L, com um tempo de contato recomendado de 30 minutos a 2 horas. Para reúso da água, é importante remover o cloro residual, pois sua combinação com a amônia pode produzir compostos químicos como cloraminas, que apesar de bactericidas podem gerar sabor na água. Esta remoção pode ser feita pela adsorção de carbono ativado.
Segundo Asano (1998), o aumento da implementação de projetos de reúso de água em várias regiões dos Estados Unidos tem facilitado a evolução de novas alternativas. Com sistemas e aplicações de tratamento sendo testados e com o desenvolvimento de parâmetros de projeto, as barreiras técnicas para implementação de sistemas de reúso são reduzidas.
- Para este autor, os avanços na eficácia e a confiabilidade das tecnologias de tratamento de esgoto têm melhorado a qualidade de produção do esgoto recuperado, o qual serve como fonte de água suplementar, além de proteger a qualidade da água e diminuir os riscos de poluição.
Ressalta ainda a necessidade do desenvolvimento de tecnologias confiáveis de baixo custo nos países em desenvolvimento, principalmente em regiões áridas, para que estes países usem outras fontes de abastecimento de água e possam proteger as existentes.
- O tratamento eficaz de esgoto para satisfazer os objetivos de qualidade da água para aplicações de reúso e para proteger a saúde dos usuários é um elemento crítico desse sistema.
Existem diferentes níveis de tratamento de esgoto: preliminar, primário, secundário, terciário e avançado. A desinfecção é freqüentemente usada no final do tratamento para controlar os organismos patogênicos antes de distribuir ou armazenar o esgoto recuperado.
- Os sistemas de esgoto recuperado, reciclagem e reúso de água são derivados das tecnologias usadas no tratamento convencional de esgoto e de água potável. O grau de tratamento exigido no tratamento individual da água nos sistemas de esgoto recuperado varia segundo a aplicação específica do reúso associado com a qualidade da água necessária.
Sistemas de tratamento simples envolvem processos de separação sólido/líquido e desinfecção, enquanto que sistemas de tratamento mais complexos envolvem combinações de processos físicos, químicos e biológicos, com o emprego de métodos de barreiras múltiplas de tratamento para remoção de contaminantes.
Sistemas de Tratamento para Reúso de Água
Níveis de Tratamento:
Tratamento Primário:
- Refere-se ao processo inicial do tratamento de esgoto para remoção de matéria particulada. O tratamento primário convencional é eficaz para remoção de matéria particulada maior que 50µm do esgoto.
Em geral, cerca de 50% dos sólidos suspensos e 25 a 50% de DBO5 são removidos do esgoto não tratado. Nutrientes, metais e microrganismos que estão associados com particulados em esgoto podem também ser removidos neste processo. Cerca de 10 a 20% de nitrogênio orgânico e cerca de 10% de fósforo são removidos
- A remoção eficiente do processo de tratamento primário pode ser aumentada pela incorporação de coagulação/floculação antes da sedimentação e/ou através de filtração após a sedimentação.
Tratamento Secundário:
- Inclui uma forma de processo de tratamento biológico duplo com separação líquido/sólido. Processos biológicos são planejados para fornecer metabolismo microbiológico eficiente de substratos dissolvidos ou suspensos do esgoto.
O biofilme microbial interage com o esgoto usando crescimento suspenso ou membrana. Como exemplos de processos de crescimento suspenso pode-se citar: lodos ativados, lagoas aeradas e lagoas de estabilização. E como exemplos de biofilmes pode-se citar: filtros, contatores biológicos giratórios e bioreatores.
- Uma porção de matéria orgânica biodegradável em esgoto fornece energia e nutrientes para manter o crescimento microbiológico, enquanto o restante é oxidado para dióxido de carbono, água e outros produtos finais.
O sistema de tratamento biológico convencional, chamado de lodos ativados, consiste de um reator biológico aeróbio duplo com sedimentação secundária para remover e produzir biomassa concentrada originada da transformação de constituintes de esgoto orgânico.
- O efluente do processo secundário convencional contêm níveis de sólidos suspensos e DBO5 na faixa de aproximadamente 10 a 30mg/L. Dependendo do processo de operação, cerca de 10 a 50% do nitrogênio orgânico é removido durante tratamento secundário convencional e o fósforo é convertido em fosfato (PO-34).
Bios sólidos produzidos durante tratamento secundário são tratados por digestão aeróbia e anaeróbia, compostagem, ou outras tecnologias de processamento de sólidos. Algumas remoções de patogênicos, traços elementos e contaminantes orgânicos dissolvidos ocorrem em conjunto com o tratamento biológico e separação física.
- O projeto de um processo secundário depende da capacidade de instalação de tratamento exigido, objetivo do tratamento e a necessidade para remover nutrientes e tratamento avançado. Lagoas aeradas e de estabilização podem operar efetivamente sem tratamento primário anterior e são freqüentemente usadas em pequena escala.
Lodos ativados e sistemas de biofilme são normalmente projetados para operar depois do tratamento primário e são aplicáveis para instalações amplas de processos biológicos que podem ser projetados para obter níveis alternativos de desempenho para remoção de sólidos suspensos, constituintes orgânicos biodegradáveis e nutrientes.
- Para muitos sistemas de reúso e esgoto recuperado, o tratamento secundário pode fornecer remoção adequada de matéria orgânica do esgoto. O tratamento secundário pode ser suplementado através de filtração, para remoção adicional de partículas e desinfecção.
Para alguns pesquisadores americanos, o tratamento secundário com desinfecção é aceitável em aplicações de reúso onde o risco de exposição pública com a água recuperada é baixo. Porém, em vários estados norte-americanos, o tratamento terciário é o recomendado para água recuperada em sistemas duplos de distribuição e em aplicações de reúso irrestrito não potável (CROOK, et al, 1994).
- Além disso, estes pesquisadores ressaltam que a desinfecção com cloro ajuda a garantir a qualidade da água em tubulações, porém, ressaltam que a volatização da desinfecção pode apresentar problemas aos usuários se a água recuperada é usada em residências.
Tratamento Terciário:
- Em geral, o tratamento terciário refere-se à remoção adicional de colóides e sólidos suspensos através de coagulação química e filtração por meio granular.
Tratamento avançado refere-se a mais completa remoção de constituintes específicos, bem como de amônia ou nitratos, através da troca de íons ou remoção de sólidos dissolvidos totais por osmose reversa.
Sistemas de Tratamento para Reúso de Água
